Question

鍶（Sr）為第五周期第ⅡA族元素．高純六水氯化鍶晶體（SrCl₂?6H₂O）具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，用工業(yè)碳酸鍶粉末（含少量鋇、鐵的化合物等雜質(zhì)）制備高純六水氯化鍶晶體的過程如圖所示．

已知：SrCl₂?6H₂O 晶體在61℃時(shí)開始失去結(jié)晶水，100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水．請(qǐng)回答：
（1）操作①加快反應(yīng)速率的措施有

 

  （任寫一種方法）．碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）加入少量30% H₂O₂溶液的發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）步驟③中調(diào)節(jié)溶液pH至8-10，宜選用的試劑為

 

（填序號(hào)）：
A．氨水         B．氫氧化鈉        C． 氫氧化鍶粉末         D．碳酸鈉晶體
所得濾渣的主要成分是Fe（OH）₃和

 

   （填化學(xué)式）．
（4）工業(yè)上用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是

 

．
A．50～60℃B．70～80℃C．80～100℃D．100℃以上
（5）若濾液中Ba²⁺ 濃度為1×10^-5mol/L，依表數(shù)據(jù)推算出濾液中Sr²⁺物質(zhì)的量濃度不大于

 

mol/L．

	SaSO4	BaSO4	Sr（OH）2
Ksp	3.3×10-7	1.1×10-10	3.2×10-4

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素得出加快反應(yīng)速率的措施；根據(jù)碳酸鈣、碳酸鋇與鹽酸的反應(yīng)可知，碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)生成氯化鍶、水、二氧化碳．碳酸鍶不溶于水，氯化鍶易溶于水；
（2）加入少量30% H₂O₂溶液目的是除去亞鐵離子，配平得反應(yīng)的離子方程式；
（3）調(diào)節(jié)pH除去Fe³⁺等，不能引入雜質(zhì)，由于前面加入了稀硫酸故有硫酸鋇生成；
（4）由題中信息可知，當(dāng)高于61℃時(shí)晶體會(huì)失去結(jié)晶水，故熱風(fēng)吹干六水氯化鍶時(shí)溫度應(yīng)低于61℃；
（5）根據(jù)BaSO₄的K_sp求出溶液中硫酸根的濃度，再根據(jù)SrSO₄的K_sp求出Sr²⁺物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）操作①碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)，加快反應(yīng)速率的措施有 升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分?jǐn)嚢璧�；碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)生成氯化鍶、水、二氧化碳．碳酸鍶不溶于水，氯化鍶易溶于水．反應(yīng)離子方程式為：SrCO₃+2H⁺═Sr²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：故答案為：升高溫度、或增大鹽酸濃度、或充分?jǐn)嚢璧�；SrCO₃+2H⁺═Sr²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）加入少量30% H₂O₂溶液目的是除去亞鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+H₂O；
（3）調(diào)節(jié)pH除去Fe³⁺等，要不能引入雜質(zhì)，最好選用氫氧化鍶粉末或氧化鍶粉末；由于前面加入了稀硫酸故有硫酸鋇生成，所以沉淀有兩種即BaSO₄、Fe（OH）₃；
故答案為：C；BaSO₄；
（4）由題中信息可知，當(dāng)高于61℃時(shí)晶體會(huì)失去結(jié)晶水，故熱風(fēng)吹干六水氯化鍶時(shí)溫度應(yīng)低于61℃；
故答案為：A；
（5）濾液中Ba²⁺濃度為1×10^-5mol?L^-1，則c（SO₄^2-）=

Ksp(BaSO4)

c(Ba2+)

=

1.1×10-10

1×10-5

=1.1×10^-5mol/L；
所以濾液中Sr²⁺物質(zhì)的量濃度為c（Sr²⁺）=

Ksp(SrSO4)

c(SO42-)

=

3.3×10-7

1.1×10-5

=0.03mol/L，當(dāng)Sr²⁺物質(zhì)的量濃度大于0.03mol/L是會(huì)析出SrSO₄沉淀，所以濾液中Sr²⁺物質(zhì)的量濃度不大于0.03mol/L；
故答案為：0.03．

點(diǎn)評(píng)：以氯化鍶的制備為載體，考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、元素周期律、物質(zhì)的分離提純、沉淀轉(zhuǎn)化等，綜合性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，難度中等，需要學(xué)生具備閱讀分析能力和靈活運(yùn)用知識(shí)的解決問題能力．