1、
锶(Sr)为第五周期IIA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2•6H2O)是实验室重要的分析试剂,工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生产流程如图:
已知:①经盐酸浸取后的溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还有少量的Ba2+杂质。
②BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10,SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7。
③SrCl2•6H2O的摩尔质量为267g/mol。
(1)工业上天青石焙烧前应先研磨粉碎,其目的是__。
(2)工业上天青石隔绝空气高温焙烧时,若0.5molSrSO4中只有S元素被还原,且转移了4mol电子。则该反应的化学方程式为__。
(3)浸取后加入硫酸的目的是用离子方程式表示__。为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于__mol/L。
(注:此时滤液中Ba2+浓度为1.0×10-5mol/L)。
(4)产品纯度检测:称取1.000g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO30.01mol的AgNO3溶液。溶液中除Cl-外,不含其它与Ag+反应的离子,待Cl-完全沉淀后,滴入1—2滴含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。已知:SCN-先与Ag+反应。
①滴定反应达到终点的现象是__。
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL,则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为___(保留3位有效数字)。
(5)由SrCl2•6H2O晶体制取无水氯化锶的主要仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架外,还有___。
增加反应物的接触面积,提高化学反应速率 SrSO4+4CSrS+4CO↑ SO42-+Ba2+=BaSO4↓ 0.03 当加入最后1滴NH4SCN溶液时,溶液由无色变为红色,且30s内不褪色 80.1% 坩埚
以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备六水氯化锶(SrCl2•6H2O),由流程可知,天青石和碳隔绝空气高温焙烧生成CO、SrS,SrS加盐酸后溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Ba2+杂质,然后加硫酸生成硫酸钡沉淀,所以过滤后滤渣为硫酸钡,滤液中含SrSO4、SrCl2,最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2•6H2O,据此分析解答。
(1)研磨粉碎的目的是增加反应物的接触面积,提高化学反应速率;
(2)由SrSO4中只有S被还原,且1mol SrSO4反应电子转移8mol,则该反应的化学方程式为SrSO4+4C SrS+4CO↑;
(3)在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质,反应为:SO42-+Ba2+=BaSO4↓;由于在Ba2+浓度为1×10-5 mol/L,BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10,所以c(SO42-)=mol/L=1.1×10-5mol/L,而SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7,所以c(Sr2+)=mol/L=3.0×10-2=0.03mol/L;
(4)①若NH4SCN不与剩余的Ag+结合形成AgSCN白色沉淀,溶液中就会含有SCN-,就会与Fe3+产生络合物是溶液变为红色,因此滴定达到终点时溶液由无色变为血红色,且30 s不褪色;
②n(NH4SCN)=0.2000mol/L×0.02L=4.0×10-3mol,Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,所以溶液中剩余的Ag+的物质的量为:n(Ag+)=4.0×10-3mol,则与Cl-反应的Ag+的物质的量为:n(Ag+)=1×10-2 mol-4.0×10-3mol=6.0×10-3mol,1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量为:n(SrCl2•6H2O)=×n(Ag+)=3×10-3mol,1.000g产品中SrCl2•6H2O的质量为:m(SrCl2•6H2O)=3×10-3mol×267 g/mol=0.801g,所以产品纯度为:×100%=80.1%;
(5)由SrCl2•6H2O晶体制取无水氯化锶的仪器有酒精灯、泥三角、三脚架、坩埚。
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