一种工业制备SrCl•6H2O的生产流程如下:已知:①M(SrCl2•6H2O)=267g/mol,②Ksp(SrSO4)=3.3×10-7.Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,③经盐酸浸取后.溶液中除含有Sr2+和Cl-外.还含有少量Ba2+杂质．(1)隔绝空气高温焙烧.若2mol SrSO4中只有S被还原.转移了16mol电子� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．一种工业制备SrCl•6H₂O的生产流程如下：

已知：①M（SrCl₂•6H₂O）=267g/mol；
②K_sp（SrSO₄）=3.3×10^-7、K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10；
③经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，还含有少量Ba²⁺杂质．
（1）隔绝空气高温焙烧，若2mol SrSO₄中只有S被还原，转移了16mol电子．写出该反应的化学方程式：SrSO₄+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑．
（2）过滤2后还需进行的两步操作是洗涤、干燥．
（3）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）．
（4）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^-2 mol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30 s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 SrSO₄和碳隔绝空气高温焙烧生成CO、固体，固体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，过滤除去，滤液中含SrCl₂等，最后蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到SrCl₂•6H₂O．
（1）SrSO₄和碳隔绝空气高温焙烧，C发生氧化反应生成CO，设S元素在还原产物中化合价为x，根据电子转移守恒，则6mol×（6-x）=16mol，解得x=-2，故还原产物为CrS；
（2）过滤2后进行的操作洗去附着的杂质并干燥；
（3）加入硫酸除去Ba²⁺离子；由Ba²⁺浓度及硫酸钡溶度积计算溶液中SO₄^2-的浓度，再根据SrSO₄的溶度积计算滤液中Sr²⁺的最大浓度；
（4）①Ag⁺ 完全以AgSCN白色沉淀的形式析出后，再滴加KSCN溶液，会与铁离子反应，溶液呈红色；
②根据消耗的NH₄SCN溶液，计算剩余Ag⁺ 的物质的量，进而计算与氯离子反应消耗Ag⁺ 的物质的量，可得氯离子物质的量，由氯离子守恒计算SrCl₂•6H₂O的质量，进而计算含量．

解答解：SrSO₄和碳隔绝空气高温焙烧生成CO、固体，固体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，过滤除去，滤液中含SrCl₂等，最后蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥得到SrCl₂•6H₂O．
（1）SrSO₄和碳隔绝空气高温焙烧，C发生氧化反应生成CO，设S元素在还原产物中化合价为x，根据电子转移守恒，则6mol×（6-x）=16mol，解得x=-2，故还原产物为CrS，反应方程式为：SrSO₄+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑，
故答案为：SrSO₄+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑；
（2）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；
（3）经盐酸浸取后的溶液中含有少量Ba²⁺杂质，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-）=$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{1×1{0}^{-5}}$mol/L=1.1×10^-5mol/L，而SrSO₄的溶度积常数为3.3×10^-7，所以c（Sr²⁺）=$\frac{3.3×1{0}^{-7}}{1.1×1{0}^{-5}}$mol/L=0.03mol/L，
故答案为：除去溶液中Ba²⁺杂质；0.03；
（4）①Ag⁺ 完全以AgSCN白色沉淀的形式析出后，再滴加KSCN溶液，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，涉及氧化还原反应、物质的分离提纯、对试剂的分析评价、溶度积有关计算、物质含量测定、滴定原理应用等，综合性较强，基本属于拼合型题目，题目难度中等．

练习册系列答案

（1）加催化剂对反应速率影响的图象是C（填序号，下同），平衡不移动．
（2）升高温度对反应速率影响的图象是A，平衡向逆反应方向移动．
（3）增大反应容器体积对反应速率影响的图象是D．

1．进行中和滴定实验使用的下列仪器，用蒸馏水洗涤后立即使用，不会引起实验误差的是（　　）

18．实验室用铁粉制备摩尔盐的操作流程如下：

（1）流程中“趁热”过滤的原因是防止温度降低，硫酸亚铁晶体析出．
（2）反应1制得硫酸亚铁的物质的量理论上应小于0.075mol．
（3）为确定摩尔盐的化学式，进行如下实验：现称取4.704g新制摩尔盐，溶于水配制成100.0mL溶液，再将该溶液分成两等份．
向其中一份溶液中加入足量Ba（OH）₂溶液，并微热，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，同时生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色，用足量稀盐酸处理沉淀物，充分反应后过滤、洗涤和干燥，得白色固体2.796g．
另一份溶液用0.050 0mol•L^-1 K₂Cr₂O₇酸性溶液滴定，当Cr₂O₇^2-恰好完全被还原为Cr³⁺时，消耗K₂Cr₂O₇溶液的体积为20.00mL．
①25℃时，K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10，若要使溶液中SO₄^2-离子沉淀完全（即该离子浓度须小于1×10^-5 mol•L^-1），则此时c[（Ba（OH）₂]≥1.1×10^-5mol•L^-1．
②确定该摩尔盐的化学式（写出计算过程）．

5．

水合肼（N₂H₄•H₂O）常用作还原剂和抗氧剂，其熔点为-40℃，沸点 118.5℃，极毒．实验室用如下装置制取水合肼（N₂H₄•H₂O）涉及下列反应：
CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl 请回答下列问题
（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有BD（填标号）．
A．容量瓶B．烧杯C．烧瓶D．玻璃棒
（2）将 Cl₂通入 30%NaOH 溶液制备 NaClO 的化学方程式Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．
（3）实验时，如果将 NaOH 和 NaClO 的混合溶液一次性加入三颈烧瓶，可能会造成的结果是反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化．
（4）实验时可根据温度计1温度为118.5℃判断 N₂H₄•H₂O 开始蒸出．
已知：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O．测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
①取 1.250g 试样，经溶解、转移、定容等步骤，配制 250mL 溶液．
②移取 10.00mL 溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶液，加 20mL 水，摇匀．
③将 0.1000mol•L^-1碘的标准溶液盛放在酸式滴定管中（填“酸式”或“碱式”）当溶液呈微黄色且半分钟内不消失停止滴定，消耗碘的标准溶液为 18.00mL，则产品中N₂H₄•H₂O 的质量分数为90%．

15．二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体{K₂[Cu（C₂O₄）₂]•2H₂O}制备流程下：

（已知：H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂0）
（1）制备CuO：向CuSO₄溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸，冷却，用如图所示的装置抽滤，然后用蒸馏水洗涤氧化铜．

①抽滤装置中仪器Z接在水龙头上，其作用是起抽气的作用，使吸滤瓶中的压强减小．
②用蒸馏水洗涤氧化铜时，证明已洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤滤液，滴入BaCl₂溶液，若无白色沉淀，说明已洗涤干净．
（2）制取KHC₂O₄，将H₂C₂O₄晶体加入蒸馏水中，微热，溶解过程中温度不能太高，原因是温度过高，草酸会分解，充分溶解后分数次加入K₂CO₃，反应生成KHC₂O₄，将滤纸上的CuO充分转移到热的KHC₂O₄溶液中，以下操作方案中合理的是AD（填序号）
A．剪碎滤纸，加入到热的KHC₂O₄溶液中，待充分反应后趁热过滤
B．用稀硫酸溶解滤纸上的氧化铜，然后将溶液转入热的KHC₂O₄溶液中
C．用氢氧化钾溶液溶解氧化铜，并转入热的KHC₂O₄溶液中
D．在空气中灼烧滤纸，将剩余的固体转入热的KHC₂O₄溶液
（3）将CuO与KHC₂O₄混合液在50℃水浴加热至反应充分，发生反应的化学方程式为2KHC₂O₄+CuO$\frac{\underline{\;50℃\;}}{\;}$K₂[Cu（C₂O₄）₂]+H₂O；
（4）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体的制备也可以用CuSO₄晶体和K₂C₂O₄溶液反应得到．从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为：加入适量乙醇，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥．
①加入适量乙醇的优点有：
a、缩短加热的时间，降低能耗；
b、降低硫酸铜的溶解度，有利于硫酸铜晶体析出．
②在蒸发浓缩的初始阶段为了将乙醇回收，采用了蒸馏操作，下列装置中仪器选择及安装都正确的是b（填序号）．

2．

KMnO₄酸性溶液与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应时，溶液紫色会逐渐褪去．某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法，研究外界条件对反应速率的影响．该实验条件作如下限定：
①所用KMnO₄酸性溶液的浓度可选择：0.02mol•L^-1、0.002mol•L^-1；
②所用H₂C₂O₄溶液的浓度可选择：0.2mol•L^-1、0.4mol•L^-1；
③每次实验时KMnO₄酸性溶液的用量均为4mL、H₂C₂O₄溶液的用量均为2mL．
（1）若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响，通过变换这些实验条件，至少需要完成4组实验进行对比即可得出结论．
（2）在其它条件相同的情况下，某同学改变KMnO₄酸性溶液的浓度，测得实验数据（从混合振荡均匀开始计时）如表所示：

KMnO₄酸性溶液浓度（mol•L^-1）	溶液褪色所需时间（min）
KMnO₄酸性溶液浓度（mol•L^-1）	第一次	第二次	第三次
0.02	14	13	11
0.002	6.7	6.6	6.7

①用0.002mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液进行实验时，KMnO₄的平均反应速率2×10^-4mol•L^-1•min^-1（忽略混合前后溶液体积变化）．
②该小组同学认为依据表中数据，不能得出“溶液的褪色所需时间越短，反应速率越快”的结论．该同学设计以下方案，可以直接得出“褪色时间越短，反应的速率越快”结论．

KMnO₄酸性溶液		H₂C₂O₄溶液
浓度/mol•L^-1	体积（mL）	浓度/mol•L^-1	体积（mL）
0.02	2	b	4
a	2	c	4

则表中a=0.02；b=0.2或0.4；c=0.4或0.2．
（3）H₂C₂O₄电离常数：K_a1=5.9×10^-2，K_a2=6.4×10^-5．与KMnO₄反应时，它将转化为CO₂和H₂O．
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
②比较H₂C₂O₄和碳酸酸性强弱的方法是向碳酸氢钠溶液中加入草酸溶液，有气泡生成则证明草酸酸性强，反之碳酸强．
（4）测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图．请解释n（Mn²⁺）在反应初始时变化不大、一段时间后快速增大的原因：Mn²⁺对该反应起催化作用．

19．

中国科学家屠呦呦因为创制了新型抗疟疾-青蒿素，获得2015年诺贝尔奖．青蒿素可由香茅醛为原料制取，下列说法错误的是（　　）

	A．	香茅醛能使Br₂的CCl₄溶液褪色		B．	青蒿素分子式为C₁₅H₂₂O₅
	C．	青蒿素含有和H₂O₂相同的过氧键		D．	青蒿素能与氢气发生加成反应

20．下列关于元素周期表的说法正确的是（　　）

	A．	过渡元素全部都是副族元素
	B．	短周期共有32种元素
	C．	元素周期表共七个横行代表七个周期，18个纵行代表18个族
	D．	主族元素原子的最外层电子数等于该元素所属的族序数

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