题目内容

(16分)高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),制备高纯六水氯化锶晶体的过程为:

已知: Ⅰ. SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:

氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
沉淀完全的pH
3.7
9.7
 
(1)操作①加快反应速率的措施有                              (写一种)。
碳酸锶与盐酸反应的离子方程式                            
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为          
(3)在步骤②-③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为_______。
A.氨水      B.氢氧化锶粉末     C. 氢氧化钠     D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是             (填化学式)。
(5)步骤④的操作是                                
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是     
A.50~60℃      B.70~80℃       C.80~100℃       D.100℃以上  

(16分) (1)加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等(写一种)(2分)。
SrCOs+2H+= Sr2+ +CO2↑+H2O (2分)
(2)2Fe2++ H2O2 +2H+=2Fe3++ 2H2O (3分)
(3)B(3分);
(4)Fe(OH)3、BaSO4 (2分)
(5)蒸发浓缩 、冷却结晶(2分)
(6)A(2分) 

解析试题分析:(1)根据条件对反应速率的影响,加快反应速率的方法可以是搅拌、升温、增大盐酸的浓度等;碳酸锶难溶于水,所以离子方程式中不可拆,则碳酸锶与盐酸反应的离子方程式为SrCOs+2H+= Sr2+ +CO2↑+H2O;
(2)根据题目所给条件,过氧化氢氧化亚铁离子生成水和铁离子,离子方程式为2Fe2++ H2O2 +2H+=2Fe3++ 2H2O;
(3)在步骤②-③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4目的是使钡、铁离子沉淀,但不能引入新的杂质,所以选择氢氧化锶,答案选B;
(4)根据流程图分析,pH=4时铁离子沉淀完全,所以操作③中所得滤渣的主要成分是Fe(OH)3、BaSO4
(5)由滤液得到晶体需通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到固体,然后再过滤可得氯化锶晶体;
(6)SrCl2·6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水,所以用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度应低于61℃,答案选A。
考点:考查工艺流程的分析,离子方程式的书写,实验方案的设计,实验操作的判断

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② SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10
③ SrCl2·6H2O的摩尔质量为:267 g/mol。
(1)天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是_________________________________________。
(2)隔绝空气高温焙烧,若0.5 mol SrSO4中只有S被还原,转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式:_____________________________________________。
(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体,过滤2后还需进行的两步操作是_______________。
(4)加入硫酸的目的是______________________。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1×10-5 mol/L)。
(5)产品纯度检测:称取1.000 g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100×10-2 mol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,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000 mol/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。
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(1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式:                                    
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表1  生成氢氧化物沉淀的pH

物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
Mg(OH)2
9.6
11.1
 
表2  化学试剂价格表
试剂
价格(元/吨)
漂液(含NaClO,25.2%)
450
双氧水(含H2O2 ,30%)
2400
烧碱(含98% NaOH)
2100
纯碱(含99.5% Na2CO3
600
 
(1)在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是                                         
写出加入NaClO发生反应的离子方程式                                                        
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是                                                       
(3)沉淀物A的成分为             ,试剂Z应该是              
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是                                                      
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