题目内容

1．六水氯化锶（SrCl2•6H2O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主成分为SrSO4）为原料制备，生产流程如下：

（1）第①步反应前天青石先研磨粉碎，其目的是增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的利用率．第③步加入适量稀硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质．
（2）第①步反应若0.5mol SrSO4中只有S被还原，转移了4mol电子．写出该反应的化学方程式：SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑．
（3）第④步操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥（或烘干）．
（4）称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO31.100×10-2 mol的AgNO3溶液（产品中不含其它与Ag+反应的离子），待Cl-完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000mol/L的KSCN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．若滴定过程用去上述浓度的KSCN溶液20.00mL，则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为93.45%（保留4位有效数字）．

分析 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，
（1）研磨粉碎的目的是增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的转化率；用HCl溶解SrS后的溶液中含有杂质钡离子，加入硫酸的后生成硫酸钡沉淀从而除去溶液中Ba2+杂质；
（2）0.5mol SrSO4中只有S被还原，转移了4mol电子，则1mol的S转移8mol的电子，反应后生成的-2价硫离子，据此写出该反应的化学方程式；
（3）过滤1后的滤液中含有氯化锶，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后从溶液中将晶体过滤出来，洗涤除去表面的杂质离子并进行干燥即获得SrCl2•6H2O；
（4）根据n=cV计算出n（NH4SCN），Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，据此计算出溶液中剩余的Ag+的物质的量及与Cl-反应的Ag+的物质的量，再根据氯离子守恒计算出1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量、质量，最后计算出产品纯度．

解答 解：（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是为了增加反应物的接触面积，提高化学反应速率，从而提高原料的转化率，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，
故答案为：增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的转化率；除去溶液中Ba2+杂质；
（2）在焙烧的过程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被还原，转移了4 mol电子，则1mol的S转移8mol的电子，由于在反应前元素的化合价为+6价，所以反应后元素的化合价为-2价，因此碳与天青石在高温下发生反应的化学方程式为：SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑，
故答案为：SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑；
（3）然后向得到的含有SrS固体中加入HCl发生反应：SrS+2HCl=SrCl2+H2S↑，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，然后从溶液中将晶体过滤出来，洗涤除去表面的杂质离子并进行干燥即获得SrCl2•6H2O，
故答案为：洗涤、干燥（或烘干）；
（4）n（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+）=1.100×10-2 mol-4.0×10-3mol=7.0×10-3mol，
1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量为：n（SrCl2•6H2O）=$\frac{1}{2}$×n（Ag+）=3.5×10-3mol，
1.000g产品中SrCl2•6H2O的质量为：m（SrCl2•6H2O）=3.5×10-3mol×267 g/mol=0.9345g，
所以产品纯度为：$\frac{0.9435g}{1g}$×100%=93.45%，
故答案为：93.45%．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备流程中发生的化学反应及物质分离方法为解答的关键，涉及反应速率、氧化还原反应、滴定原理等，注意信息与所学知识的综合应用，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．判断一个化学反应是否属于氧化还原反应的方法是（　　）
A．观察是否发生了化合反应
B．观察是否有氧气参加反应
C．观察是否有单质参加反应
D．观察反应前后是否有元素的化合价发生变化
1．（1）将5.4g Al投入到200mL2mol/L的盐酸中，反应完毕后可生成H2多少升（标准状况下）？
（2）将5.4g Al投入到200mL2mol/L的NaOH溶液中，反应完毕后可生成H2多少升（标准状况下）？
9．【实验化学】
苯乙醚（沸点168℃）可用苯酚、溴乙烷为主要原料制得，其反应原理（图1）为：

实验步骤如下：
步骤1：在烧瓶中（装置如图2所示）加入3.75g苯酚、2g NaOH和2mL水，开动搅拌器，使固体全部溶解．
步骤2：加热反应瓶，控制温度在80～90℃之间，并用恒压漏斗慢慢滴加4.25mL溴乙烷（沸点38.4℃），大约40min滴加完毕，继续搅拌1h，并降至室温．
步骤3：加入适量水（5～10mL）使固体完全溶解．将液体转入分液漏斗中，分出水相，水相用4mL乙醚萃取一次，合并有机相．有机相用等体积饱和食盐水洗两次，分出水相，并将水相用3mL乙醚萃取一次，合并有机相．有机相用无水氯化钙干燥．
步骤4：先用水浴蒸出乙醚．然后常压蒸馏，得苯乙醚．
（1）步骤1开动搅拌器的目的是加快溶解速度．
（2）①步骤2中控制温度80～90℃可采取的方法是水浴加热；②冷凝管中回流的主要物质除水外还有溴乙烷．
（3）步骤3中加入乙醚萃取的目的是将水中的苯乙醚提取到乙醚中．
（4）步骤4应收集沸点为168℃的馏分．蒸馏所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、温度计、尾接管、锥形瓶外还有蒸馏烧瓶（填仪器名称）．
16．明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO4）2•12H2O]．从明矾制备Al、K2SO4、和H2SO4的过程如下所示：

请回答下列问题：
（1）Al的原子结构示意图为
（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是蒸发结晶．
（3）Al2O3在一定条件下可制得KAlO2，其反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（4）配平焙烧明矾的化学方程式为：
4KAl（SO4）2•12H2O+3 S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
若生成标况下11.2L的SO2，则转移的电子的物质的量为0.67mol
（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸，焙烧948t明矾（M=474g/mol），若SO2的转化率为96%，可产生质量分数为98%的硫酸432t．
6．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）$?_{△}^{催化剂}$2SO3（g）△H=196.6kJ/mol
（1）t1℃时，若将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L恒温恒容密闭容器中，8min后反应达到平衡，SO2的平衡转化率为80%，则这段时间内SO3的平均反应速率为0.02 mol•L-1•min-1，该温度下上述反应的平衡常数K为800
（2）该反应达到化学平衡后，以下操作将使平衡正向移动并能提高SO2转化率的是AD
A．向容器中通入少量O2     B．向容器中通入少量SO2     C．使用催化剂     D．降低温度
E．向容器中通入少量氦气
（3）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是AB
A．容器内压强不再发生变化
B．SO2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗2n mol SO2的同时生成2n mol SO3
E．反应体系中SO2、O2、SO3的体积比为2：1：2．
13．在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如表：
时间（s）012345
n（NO）（mol）0.0200.010.0080.0070.0070.007
（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是0.0035mol/L；升高温度，NO的浓度增大，则该反应是放热（填“放热”或“吸热”）反应．
（2）如图中表示NO2的变化的曲线是b．用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v=0.0015mol/（L•s）．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是bc．
a．v（NO2）=2v（O2）　　　　　b．容器内压强保持不变
c．v逆（NO）=2v正（O2）      d．容器内密度保持不变．
10．在实验中可以用图所示装置制备1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液：试管d中装有浓溴（表面覆盖少量水）．

填写下列空白：
（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学方程式CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
（2）容器c中NaOH溶液的作用是：除去乙烯中带出的SO2、CO2等酸性气体；
（3）某学生做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超出许多，如果装置的气密性没有问题，可能原因有乙烯发生（或通过液溴）速度过快（或实验过程中，乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃，发生副反应）．（说出一条）
（4）反应中浓硫酸起催化剂、脱水剂 的作用．
11．下列物质不能用水加以鉴别的是（　　）
A．苯和四氯化碳B．氢氧化钠固体和食盐
C．石灰石和重晶石D．酒精和汽油

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