Question

【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)。

Answer 1

【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=(0.004mol267g/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。