题目内容
【题目】高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)可作有机合成的催化剂。用碳酸锶矿石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如图所示。
已知：
I．25℃，Ksp[Fe(OH)3]=1．0×10-38 ，Ksp[Fe(OH)2]=1．0×10-16
Ⅱ．SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。
请回答：
(1)步骤①中将矿石制成浆液能加快反应速率的原因是_____________________________。
(2)在“浆液”中加入工业盐酸，测得锶的浸出率与温度、时间的关系如图所示：
据此合适的工业生产条件为_________________________。
(3)步骤②“溶液”中加入30％的H2O2，其作用是_____________________________(用离子方程式表示)。
(4)步骤③所得滤渣的主要成分除Fe(OH)3外，还有_______________________(填化学式)；25℃，为使Fe3+沉淀完全需调节溶液pH值最小为_____________(当离子浓度减小至1．0×10-5mol·L-1时，可认为沉淀完全)。
(5)关于上述流程中各步骤的说法，正确的是___________(填标号)。
A．步骤④用60℃的热水浴加热蒸发至有晶膜出现
B．步骤④冷却结晶过程中应通入HC1气体
C．步骤⑤干燥SrCl2·6H2O晶体可以采用减压干燥
(6)为测定所得SrCl2·6H2O(Mr=267)晶体样品的纯度，设计了如下方案：称取1．10g样品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO31．70g的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外，不含其它与Ag+反应生成沉淀的离子)，C1-即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示剂，用0．100 mol·L-1的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3溶液，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，当___________时达到滴定终点，用去NH4SCN溶液20．00 mL，则原SrCl2·6H2O晶体的纯度为________________％(计算结果保留1位小数)。
【答案】增大反应物接触面积 40
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O SiO2 、BaSO4 3 AC 最后一滴NH4SCN溶液滴入，锥形瓶内试液变为红色，且半分钟内不变色 97.1
【解析】
（1）根据影响化学反应速率的因素，增大接触面积、或升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等都能加快反应速率进行判断；（2）根据图1和图2分析判断；（3）由碳酸锶矿石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等杂质)粉碎加入水再加工业盐酸后，FeO溶于盐酸时生成亚铁离子，双氧水具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，所以加30％的H2O2和稀硫酸后发生氧化还原反应，把Fe2+氧化为Fe3+，Ba2+和SO42-生成BaSO4沉淀，通过调节pH，使溶液中的Fe3+变成Fe(OH)3沉淀而除去；（4）根据溶度积进行求解；（5）根据题给信息分析作答；（6）根据实验过程和关系式进行解答。
(1)根据影响化学反应速率的因素，增大接触面积、或升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等都能加快反应速率。步骤①中将矿石制成浆液，增大反应物接触面积，能加快反应速率；答案：增大反应物接触面积。
(2)在“浆液”中加入工业盐酸，根据锶的浸出率与温度、时间的关系图由图1可知：40℃时锶的浸出率最高，由图2可知60min锶的浸出率最高，所以工业生产合适的条件为40℃；60min；答案：40℃；60min。
(3)根据上述分析步骤②“溶液”中含有Fe2+，加入30％的H2O2和稀硫酸，会发生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，H2O2起了氧化剂的作用；答案：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(4)步骤③所得滤渣的主要成分除Fe(OH)3外，还有不溶于水和酸的SiO2固体，还会有过程中生成的BaSO4沉淀；25℃，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38 ，要使Fe3+完全沉淀，c3(OH-)= Ksp[Fe(OH)3]/ 1.0×10-5=1.0×10-38/1.0×10-5=1.0×10-33， 所以c(OH-)=1.0×10-11mol/L，c(H+)=1.0×10-3，即pH=3，要使Fe3+沉淀完全需调节溶液pH值最小为3。答案：SiO2 、BaSO4；3。
(5) SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。A．步骤④用60℃的热水浴加热蒸发至有晶膜出现，不会造成SrCl2·6H2O失去结晶水，又能加快速率，故A正确；B．因为Sr的金属性很强，Sr2+在溶液中不会发生水解，所以步骤④冷却结晶过程中不用通入HC1气体，故B错误；C．步骤⑤干燥SrCl2·6H2O晶体采用减压干燥可以减少SrCl2·6H2O晶体失水，故C正确；答案：AC。
(6) Fe3+为黄色，遇SCN-后溶液变红；含Fe3+的溶液作指示剂，当滴入最后一滴NH4 SCN溶液时，锥形瓶内试液变为红色，且半分钟内不变色，说明达到滴定终点。根据AgSCN~NH4SCN可知生成AgSCN的物质的量n=0.02L×0.100mol/L-1=0.002mol，与Cl-反应的Ag+为1.70g÷170g/mol- 0.002mol=0.008mol，根据SrCl2·6H2O~2Ag+可知n(SrCl2·6H2O)=0.004mol，SrCl2·6H2O晶体的纯度=(0.004mol
267g/mol)÷ 1.10g×100％=97.1％；答案：最后一滴NH4SCN溶液滴入，锥形瓶内试液变为红色，且半分钟内不变色；97.1。
寒假天地重庆出版社系列答案
【题目】某学习小组利用下图装置探究铜与浓H2SO4的反应（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
资料：微量Cu2+与过量NaOH溶液发生反应：Cu2++4OH =[Cu(OH)4]2，[Cu(OH)4]2溶于甘油形成特征的绛蓝色溶液。
编号 | 实验用品 | 实验现象 | |
I | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 过量铜片 | 剧烈反应，品红溶液褪色，150℃时铜片表面产生大量黑色沉淀，继续加热，250℃时黑色沉淀消失。 |
II | 10mL 15mol/L 浓H2SO4溶液 | 适量铜片 | 剧烈反应，品红溶液褪色，150℃时铜片表面产生少量黑色沉淀，继续加热，250℃时黑色沉淀消失。 |
（1）A中反应的化学方程式是________。
（2）将装置C补充完整并标明所用试剂________。
（3）实验I中，铜片表面的黑色沉淀可能含CuO、Cu2S或CuS。为探究黑色沉淀的成分，取出反应后的铜片，用水小心冲洗后，进行下列操作：
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i. 黑色沉淀脱落，一段时间后，上层溶液呈无色。 | ii. 开始时，上层溶液呈无色，一段时间后，上层溶液呈淡蓝色。 |
甲认为通过上述两个实验证明黑色沉淀不含CuO，理由是________。
②乙同学认为仅通过颜色判断不能得出上述结论，理由是______。需要增加实验iii，说明黑色沉淀不含CuO，实验iii的操作和现象是_______。
（4）甲同学对黑色沉淀成分继续探究，补全实验方案：
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
iv | 取洗净后的黑色沉淀，加入适量_____溶液，加热。 | 黑色沉淀全部溶解，试管上部出现红棕色气体，底部有淡黄色固体生成。 |
（5）用仪器分析黑色沉淀的成分，数据如下：
150℃取样 | 230℃取样 |
铜元素3.2g，硫元0.96g。 | 铜元素1.28g，硫元0.64g。 |
230℃时黑色沉淀的成分是__________。
（6）为探究黑色沉淀消失的原因，取230℃时的黑色沉淀，加入浓H2SO4，加热至250℃时，黑色沉淀溶解，有刺激性气味的气体生成，试管底部出现淡黄色固体，溶液变蓝。用化学方程式解释原因____。
（7）综合上述实验过程，说明Cu和浓H2SO4除发生主反应外，还发生着其他副反应，为了避免副反应的发生，Cu和浓H2SO4反应的实验方案是______。
