Question

12．工業(yè)上用難溶于水的碳酸鍶（SrCO₃）粉末為原料（含少量鋇和鐵的化合物）制備高純六水氯化鍶晶體（SrCl₂•6H₂O），其過(guò)程為：

已知：Ⅰ．有關(guān)氫氧化物沉淀的pH：

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開(kāi)始沉淀的pH	1.5	6.5
沉淀完全的pH	3.7	9.7

Ⅱ．SrCl₂•6H₂O 晶體在61℃時(shí)開(kāi)始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水．
（1）操作①中碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的離子方程式SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）在步驟②-③的過(guò)程中，將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至B；宜用的試劑為E．
A．1.5   B．3.7    C．9.7    D．氨水    E．氫氧化鍶粉末    F．碳酸鈉晶體
（3）操作②中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）操作③中所得濾渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄ （填化學(xué)式）．
（5）工業(yè)上用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，適宜的溫度是A．
A．50～60℃B．80～100℃C．100℃以上
（6）步驟⑥宜選用的無(wú)機(jī)洗滌劑是飽和氯化鍶溶液．

Answer 1

分析 以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入過(guò)氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，同時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，所以過(guò)濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）根據(jù)反應(yīng)方程式改寫(xiě)成離子方程式；
（2）根據(jù)Fe³⁺開(kāi)始沉淀pH與沉淀完全pH調(diào)節(jié)溶液的pH范圍，調(diào)節(jié)溶液pH使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)；
（3）操作②加入過(guò)氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
（4）SrCO₃和鹽酸反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過(guò)氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀；
（5）根據(jù)六水氯化鍶晶體開(kāi)始失去結(jié)晶水的溫度選擇熱風(fēng)吹干時(shí)適宜的溫度；
（6）根據(jù)溶解平衡且不能引入新雜質(zhì)分析解答．

解答 解：以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發(fā)生反應(yīng)：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應(yīng)后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質(zhì)，加入過(guò)氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，同時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，所以過(guò)濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)生成氯化鍶、二氧化碳和水，反應(yīng)的離子方程式為SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)e³⁺在pH=1.5時(shí)開(kāi)始沉淀，在pH=3.7時(shí)沉淀完全，故在步驟②-③的過(guò)程中，將溶液的pH值由1調(diào)節(jié)至3.7，使Fe³⁺轉(zhuǎn)化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)，可以選擇氫氧化鍶粉末，
故答案為：B；E；
（3）操作②加入過(guò)氧化氫，目的是將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，反應(yīng)離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過(guò)氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調(diào)節(jié)溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀，操作③中所得濾渣的主要成分是BaSO₄、Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（5）六水氯化鍶晶體61℃時(shí)開(kāi)始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水，則用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是50～60℃，
故答案為：A；
（6）根據(jù)溶解平衡，增大銫離子、氯離子濃度，可以解答氯化銫的溶解，且不引入新雜質(zhì)，步驟⑥宜選用的無(wú)機(jī)洗滌劑是：飽和氯化鍶溶液，
故答案為：飽和氯化鍶溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，理解制備工藝流程原理是解答的關(guān)鍵，涉及物質(zhì)的分離提純、操作條件的控制與試劑選擇等，注意對(duì)題目信息與所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，題目難度中等．