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（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．
应用题点拨系列答案
状元及第系列答案
同步奥数系列答案| 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 |
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 |
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．
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：
如图是实验室制乙酸乙酯的装置．| 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 |
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 |