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.生成流程如图: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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．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，生成流程如图：

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（SO₄^2-）=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1×10{\;}^{-5}}$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．

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8．下列对于苯的化学性质的叙述中正确的是（　　）

	A．	苯与溴水发生加成反应而使溴水褪色
	B．	苯与溴水发生取代反应而使溴水褪色
	C．	苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
	D．	苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生的反应不是取代反应

13．高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂．
（1）工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe（OH）₃在KOH存在下制得K₂FeO₄，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2．
（2）实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料，通过以下过程（图1）制备K₂FeO₄：

①操作（I）的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，隔绝空气减压干燥．
②检验产生X气体的方法是用带火星的木条接触气体．
③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是K₂FeO₄在0℃时的溶解度比Na₂FeO₄、NaOH、KOH、Na₂SO₄小．
（3）测定某K₂FeO₄样品的质量分数，实验步骤如下：
步骤1：准确称量1.0g样品，配制100mL溶液，
步骤2：准确量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中
步骤3：在强碱性溶液中，用过量CrO₂^-与FeO₄^2-反应生成Fe（OH）₃和CrO₄^2-
步骤4：加稀硫酸，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，CrO₂^-转化为Cr³⁺，Fe（OH）₃转化为Fe³⁺
步骤5：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.1000mol•L^-1 （NH₄）₂Fe（SO₄） ₂标准溶液滴定至终点（溶液显紫红色），记下消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的体积，做3次平行实验，平均消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液的体积30.00mL．
已知：滴定时发生的反应为：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O．
①步骤2中准确量取25.00mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是酸式滴定管．
②写出步骤3中发生反应的离子方程式CrO₂^-+FeO₄^2-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+CrO₄^2-+OH^-．
③步骤5中能否不加指示剂否，原因是因为K₂Cr₂O₇溶液为橙色、Fe³⁺的溶液为黄色，颜色变化不明显．
④根据上述实验数据，测定该样品中K₂FeO₄的质量分数为79.2%．
（4）配制0.1mol•L^-1的K₂FeO₄，调节溶液pH，含铁离子在水溶液中的存在形态如图2所示．下列说法正确的是AD （填字母）．

A．pH=2时，c（H₃FeO₄⁺）+c（H₂FeO₄）+c（HFeO₄^-）=0.1mol•L^-1
B．向pH=10的这种溶液中加硫酸铵，则HFeO₄^-的分布分数逐渐增大
C．向pH=1的溶液中加HI溶液，发生反应的离子方程式为：
H₂FeO₄+H⁺═H₃FeO₄⁺
D．将K₂FeO₄晶体溶于水，水溶液呈弱碱性．

20．（Ⅰ）氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）的制备氨基甲酸铵是一种白色固体，易分解、易水解，难溶于CCl₄．可用做肥料．
制备氨基甲酸铵的装置如图1所示．反应的化学方程式如下：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H＜0．

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．
（1）发生器用冰水冷却的原因是降低温度，防止因反应放热造成产物分解．提高反应物转化率．
（2）液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH₃与CO₂通入比例．
（3）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．为了得到干燥产品，应采取的方法是c（填写选项序号）．
a.80℃热风下烘干 b.60℃热风下烘干 c.40℃热风下烘干
（4）尾气处理装置如图2所示．双通玻璃管的作用：防止倒吸；
浓硫酸的作用：吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
（5）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80%．（精确到2位小数，碳酸氢铵和氨基甲酸铵的相对分子质量分别为79和78）
（Ⅱ） FeSO₄•7H₂O晶体的制备
（6）已知：

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe³⁺	1.1	3.2
Al³⁺	3.0	5.0
Fe²⁺	5.8	8.8

某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃）出发，制备绿矾（FeSO₄•7H₂O），补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄•7H₂O晶体的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：
①向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，充分反应后过滤，
②向滤液加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤，
③滤液中滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5.0～5.8，过滤，
④将得到溶液加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，低温干燥，得到FeSO₄•7H₂O晶体．

10．

如图在试管甲中先加入2mL 95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸，充分摇匀，冷却后再加入2克无水乙酸，用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上，在试管乙中加入5mL饱和的碳酸钠溶液，按图连接好装置，用酒精灯对试管甲小火加热3～5min后，改用大火加热，当观察到左试管中有明显现象时停止实验．试回答：
（1）试管乙中观察到的现象是液体分层
（2）试管甲中加入浓硫酸的目的是ac
a．吸水剂 b．脱水剂 c．催化剂 d．氧化剂
（3）该实验中长导管的作用是导气、冷凝其不宜伸入试管乙的溶液中，原因是防止倒吸
（4）试管乙中饱和Na₂CO₃的作用是除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层
（5）写出试管甲中发生反应的化学方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．

17．

如图是实验室制乙酸乙酯的装置．
（1）装置中导气管要插在饱和Na₂CO₃溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止Na₂CO₂溶液防止倒吸．
（2）浓H₂SO₄的作用是①催化剂，②吸水剂．
（3）饱和Na₂CO₃溶液的作用是吸收乙醇、除去乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度．
（4）实验生成的乙酸乙酯，其密度比水小（填“大”或“小”），有香味．

14．下列说法不正确的是（　　）

	A．	生物质能来深于植物及其加工产品所贮存的能量，直接燃烧是利用方式之一
	B．	石油的裂化与裂解都是化学变化，而煤的气化与液化是物理变化
	C．	用高压氢气、氧气制作燃料电池是氢能源利用的一种重要方式
	D．	化学反应过程中反应物的总能量小于生成物的总能量，往往伴随热量的吸收

15．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，且原子序数逐渐增大．已知：
①X、Y、W分别位于不同周期；
②Z和W属于同一主族，且W的原子序数是Z的两倍；
③Y、Z、W的最外层电子数之和为17．
下列说法不正确的是（　　）

	A．	原子半径由小到大的顺序为r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
	B．	X、Y、Z既能形成离子化合物，又能形成共价化合物
	C．	Z分别能与X、Y和W形成多种化合物
	D．	与单质W比较，单质Z更容易与单质X化合

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