题目内容
1．锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl2•6H2O）是实验窒重要的分析试剂，工业上常用天青石（主要成分为SrSO4）为原料制备，生成流程如下：
已知：①经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+杂质；
②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10；
③SrCl2•6H2O的摩尔质量为：267g/mol．
（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的转化率
（2）隔绝空气高温焙烧，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）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洗涤、干燥
（4）加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质；为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于0.03 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1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO31.100×10-2mol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0.2000mol/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．①滴定反应达到终点的现象是溶液由无色变为血红色，且30s不褪色；
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；
（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）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；
根据钡离子浓度、硫酸钡的溶度积计算出钡离子完全除去时硫酸根离子的浓度，然后根据硫酸锶的溶度积计算出需要锶离子的最小浓度；
（5）①若NH4SCN不再剩余的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，据此判断滴定终点；
②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，
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；
（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；
（4）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；
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-）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1×10{\;}^{-5}}$mol/L=1.1×10-5mol/L，而SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7，所以c（Sr2+）=$\frac{3.3×10{\;}^{-7}}{1.1×10{\;}^{-5}}$mol/L=3.0×10-2=0.03mol/L，
故答案为：除去溶液中Ba2+杂质； 0.03；
（5）①若NH4SCN不再剩余的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，
故答案为：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+）=1.100×10-2 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，题目难度较大．
下列结论正确的是（ ）
| A． | X中肯定存在Na+、Fe2+、A13+、NH4+、SO42- | |
| B． | 气体F经催化氧化可直接生成气体D | |
| C． | 沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe（OH）3、沉淀I可能有Al（OH ）3 | |
| D． | X中不能确定的离子有Na+、K+和C1- |
| A． | N2→NH3 | B． | MnO2→MnCl2 | C． | KI→KIO3 | D． | SO2→H2S |
| A． | 0.1 mol•L-1的CH3COOH | B． | 0.1 mol•L-1的NaHSO4 | ||
| C． | 0.1 mol•L-1的NaHCO3 | D． | 0.05 mol•L-1的H2SO3 |
| A． | 某些金属的单质和化合物在火焰上灼烧时都能显现特殊的颜色，因此焰色反应是元素的性质 | |
| B． | 钾的焰色为紫色，必须通过蓝色钴玻璃才能观察到 | |
| C． | 焰色反应是物理过程，但也可能伴随着化学变化 | |
| D． | 烟花能显现出五颜六色，与烟花中含有某些金属元素的盐类有关 |
| A． | 肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗 | |
| B． | 土壤表面积巨大且一般带负电，能吸收NH4+等营养离子，使土壤具有保肥能力 | |
| C． | 水泥、冶金厂常用高压电除去工厂烟尘，减少对空气的污染 | |
| D． | 氯化铝溶液中加入小苏打溶液会产生白色沉淀和气体 |
