题目内容

8．工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO3）粉末为原料（含少量钡和铁的化合物）制备高纯六水氯化锶晶体（SrCl2•6H2O），其过程为：

已知：Ⅰ．有关氢氧化物沉淀的pH：
氢氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2
开始沉淀的pH1.56.5
沉淀完全的pH3.79.7
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）在步骤②中加入少量的30%H2O2，反应的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）在步骤③中，需要将溶液的pH由1调节至3.7以上，适宜用选的试剂为SrO、SrCO3或Sr（OH）2等．过滤所得滤渣的主要成分是Fe（OH）3和BaSO4 ．
（3）关于上述流程中的步骤④、⑤、⑥的说法，正确的是A、B．
A．步骤④包括用60℃的热水浴加热蒸发到溶液表面出现晶膜、冷却结晶
B．可以通过降低结晶速率的方法来得到较大颗粒的SrCl2•6H2O 晶体
C．某溶液降温后若无晶体析出，可用玻璃棒搅动或轻轻摩擦容器壁
D．步骤⑤为趁热过滤，步骤⑥的洗涤剂为饱和SrCl2溶液
（4）工业上采用减压烘干或者用50～60℃的热风吹干SrCl2•6H2O晶体的原因是防止SrCl2•6H2O 晶体在61℃以上时失去结晶水．
（5）为了测定所得SrCl2•6H2O晶体样品的纯度，设计了如下方案：称取1.40g样品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO32.38g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），Cl-即被全部沉淀．然后用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.200mol/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，以测定SrCl2•6H2O晶体样品的纯度．用去上述浓度的NH4SCN溶液20.0mL，则原SrCl2•6H2O晶体的纯度为95.3%．

分析 以SrCO3为原料制备六水氯化锶（SrCl2•6H2O），由流程可知，SrCO3和盐酸反应后溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Fe2+、Ba2+杂质，然后加硫酸生成硫酸钡沉淀，加入过氧化氢，调节溶液pH可生成氢氧化铁沉淀，所以过滤后滤渣为硫酸钡和氢氧化铁，滤液中含SrCl2，最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2•6H2O，以此来解答．

解答 解：（1）步骤②中加入少量的30%H2O2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）调节溶液的pH目的是使铁离子沉淀；调节溶液的pH的同时不能引入其他杂质，所以选择SrO、SrCO3或Sr（OH）2等；因为碳酸锶固体中还含有少量钡的化合物，所以操作③中所得滤渣的主要成分是Fe（OH）3、BaSO4；
故答案为：SrO、SrCO3或Sr（OH）2等；   Fe（OH）3和BaSO4 ；
（3）步骤④包括蒸发浓缩、冷却结晶，为防止温度过高使用SrCl2•6H2O 晶体失水，因此采用 60℃的热水浴加热蒸发到溶液表面出现晶膜，然后冷却结晶，A正确；结晶速率越慢，得到的晶体颗粒越大，采用降低结晶速率的方法来得到较大颗粒的SrCl2•6H2O 晶体，B正确； 只有溶液达到过饱和后仍无晶体析出，才可用玻璃棒搅动或轻轻摩擦容器壁的方法使晶体析出，C错误；步骤④是冷却结晶，因此步骤⑤是常温过滤或减压过滤，步骤⑥后得到高纯SrCl2•6H2O 晶体，所以选择的无机洗涤剂为饱和氯化锶溶液，减小晶体的溶解同时也不会产生其他杂质，D错误；
故答案为：A、B；
（4）SrCl2•6H2O 晶体在61℃时开始失去结晶水，故工业上采用减压烘干或者用50～60℃的热风吹干SrCl2•6H2O晶体；
故答案为：防止SrCl2•6H2O 晶体在61℃以上时失去结晶水；
（5）根据关系式NH4SCN～AgNO3可知，过量的AgNO3的质量为0.2 mol/L×0.02 L×170g/mol=0.68g，则根据：SrCl2•6H2O～2AgNO3
           267               2×170
样品中SrCl2•6H2O的质量为：$\frac{267×（2.38-0.68）}{2×170}$=1.335g，则原SrCl2•6H2O晶体的纯度为$\frac{1.335g}{1.4g}×100%$=95.3%；
故答案为：95.3%．

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、滴定实验的数据计算应用等，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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11．下列各溶液中，Na+物质的量浓度最大的是（　　）
A．200 mL 0.5mol/LNaCl溶液B．50 mL 0.3mol/LNa2SO4溶液
C．150 mL 0.4mol/LNaOHD．200mL0.15mol/LNa3PO4
19．下列关于同温同压下的两种气体CH4和O2的判断正确的是（　　）
A．体积相等时密度之比为2：1
B．原子数相等时具有的电子数之比为1：4
C．质量相等时具有的质子数之比为4：5
D．体积相等时具有的原子数之比为1：2
16．有机物C5H11OH为饱和一元醇，其可能的结构共有（　　）
A．3种B．5种C．8种D．9种
3．（1）已知在一定温度下，以下三个反应的平衡常数分别为K1、K2、K3：
C（s）+CO2（g）?2CO（g） K1
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g） K2
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则K1、K2、K3之间的关系是K3=K1×K2
（2）25℃时将pH=3的强酸与pH=12的强碱溶液混合，所得溶液pH=10，则强酸与强碱的体积比是（溶液混合时体积变化忽略不计）9：1．
13．下列关于有机物因果关系的叙述中，完全正确的一组是（　　）
选项原因结论
A乙烯和苯都能使溴水褪色苯分子和乙烯分子含有相同的碳碳双键
B乙酸分子中含有羧基可与NaHCO3溶液反应生成CO2
C纤维素和淀粉的化学式均为（C6H10O5）n它们属于同分异构体
D乙酸乙酯和乙烯在一定条件下都能与水反应二者属于同一反应类型
A．AB．BC．CD．D
20．已知：CH3Cl常温下为气态，难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂．实验室制备CH3Cl原理为：
CH3OH+HCl（浓）$→_{150℃}^{ZnCl_{2}}$CH3Cl↑+H2O
（1）实验步骤如下：
①由ZnCl2•6H2O晶体制得无水ZnCl2的实验方法是在干燥的HCl气流中加热；
②称取13.6g研细的无水ZnCl2，量取20mL浓盐酸、一定量的CH3OH，分别放入下列最佳装置Ⅲ（填装置编号）的对应仪器中；

③产生的CH3Cl气体，最好选用排水法（填“向上排空气法”、“向下排空气法”或“排水法”）收集，原因是CH3Cl难溶于水，用排水法收集同时可除去HCl、CH3OH等杂质气体．
（2）为探究CH3Cl与CH4分子稳定性的差别，某化学兴趣小组设计实验验证CH3Cl能被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液氧化．（已知：CH3Cl被酸性高锰酸钾溶液氧化生成两种气体）
①将CH3Cl制备装置中产生的气体依次通过装有下列试剂的洗气瓶BAC（填编号顺序）．
A.1.5%KMnO4（H+）溶液B．蒸馏水C．NaOH溶液
如果观察到KMnO4溶液紫色褪去现象，则证明CH3Cl稳定性弱于CH4，其反应的离子方程式为10CH3Cl+14MnO4-+42H+═14Mn2++10CO2↑+5Cl2↑+36H2O；
②为处理未反应完的CH3Cl，还应在上述洗气瓶后接一只盛乙醇（或其它有机溶剂）（填试剂名称）的洗气瓶．
17．过渡元素铁可形成多种配合物，如：[Fe（CN）6]4-、Fe（SCN）3，[Fe（H2NCONH2）6]（NO3）3等．
（1）Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ．
（2）与CN-互为等电子体的一种分子是：CO或N2，CN-可在TiO2作光催化剂下转化为OCN-，OCN-中三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C，尿素（H2NCONH2）分子中C、N原子的杂化方式分别为sp2；sp3，1mol Fe（CN）63-中含有σ键的数目为12×6.02×1023个或12mol．
（3）铁的另一种配合物Fe（CO）X的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则X=5，已知该配合物的熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于CCl4，据此可以判断Fe（CO）X晶体属于分子晶体（填晶体类型）．
（4）铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构，其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成．已知小立方体如图所示．则这种晶胞中，离Al原子最近且距离相等的Fe原子有8个，该晶体的密度的计算式为：$\frac{195}{2N{\;}_{A}（a+b）{\;}^{3}}$g•cm-3（不用化简，Al原子半径为a cm，Fe原子半径为b cm，阿伏伽德罗常数的值为NA）．
18．下列分离或提纯物质的方法正确的是（　　）
A．用酒精萃取碘水中的碘
B．用蒸馏法进行海水淡化
C．用过滤的方法除去NaCl溶液中含有的少量淀粉胶体
D．用加热-蒸发的方法可以除去粗盐中的CaCl2、MgCl2等杂质

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