Question

【題目】工業上可以用天青石生產碳酸鍶后的含鍶廢渣制備高純六水氯化鍶(SrCl26H2O），含鍶廢渣主要成分為SrCO3，且含鋇、鐵、鈣等元素。六水氯化鍶是一種無色長針狀晶體，易溶于水，微溶于無水乙醇和丙酮，下面為實驗室模擬SrCl26H2O的制作流程：

已知：①SrSO4微溶于水；

②SrCl26H2O在61.5℃以上即會失去4個結晶水生成SrCl22H2O。

（1）關于上述實驗操作下列說法不正確的是___。

A.步驟I中操作X為研磨粉碎，可以增大反應接觸面積

B.步驟III為提高產率，可以用濾液淋洗布氏漏斗中的濾渣

C.抽濾時，如果溶液有強酸性，可以用玻璃纖維代替濾紙

D.減壓過濾不宜過濾膠狀沉淀，因為膠狀沉淀會在濾紙上形成一層密實的沉淀

E.步驟IV中的溫度控制在80℃左右，可以用水浴加熱，也可以用油浴或砂浴加熱代替，更安全

（2）下表為實驗中硫酸加入量對溶液中Ba2+和Sr2+含量的影響，實驗發現在步驟III中加入硫酸量過量20%較合適，請解釋原因：___。

硫酸加入量/mL	4.50	4.95	5.40	5.85	6.30
Ba2+/(g/L)	0.37	0.21	0.13	0.11	0.10
Sr2+/(g/L)	90.21	89.86	89.57	89.23	88.90

（3)①步驟IV調節pH時，為避免引入新的雜質，最適宜加入的試劑為___，如圖為在80℃時，pH對除雜的影響，通過加入試劑將pH調至___。

②往濾渣D中加入NaClO溶液，發生反應的離子方程式為：___。

（4）在步驟V中，若要從濾液E通過操作Y得到大顆粒的高純六水氯化鍶晶體，操作Y包含下列步驟中的某幾項，請選擇合適的操作并排序。（填相應步驟的字母）

濾液E→（_____）→（_____）→（_____）→抽濾→（_____）→（_____）

a.蒸發濃縮至有大量晶體析出

b.在過飽和溶液中加入晶種

c.6l.5℃以上減壓蒸發濃縮

d.6l.5℃以下減壓蒸發濃縮

e.往溶液中加入無水乙醇

f.在30℃真空烘箱中干燥

g.在室溫下緩慢冷卻結晶

h.用氯化鍶飽和溶液洗滌晶體

I.用冷水洗滌晶體

（5）為側定所制SrCl26H2O晶體的純度，取1.12g實驗制得的產物加水溶解，配成100mL溶液，用移液管取出25mL于錐形瓶中，滴入幾滴K2CrO4，已知Ag2CrO4為磚紅色沉淀，用濃度為0.100mol/L的硝酸銀標準溶液滴定。

①判斷滴定終點的現象為___；

②實驗時未采用棕色滴定管滴定，會使測得的晶體純度___（填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

Answer 1

【答案】BDE 硫酸量過量20％可以使Ba2+沉淀完全，但是過量太多會使Sr2+沉淀 Sr(OH)2或SrO 12 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O d b g h f 滴入最后一滴時，錐形瓶中出現磚紅色沉淀，且半分鐘內不變色 偏高

【解析】

含鍶廢渣(主要成分為SrCO3，且含鋇、鐵、鈣等元素)研磨粉碎，再加水潤濕后水浴加熱，加入足量的鹽酸并攪拌，調節pH=2進行酸浸溶解，充分酸溶后的溶液進行抽濾，得到不與鹽酸反應的雜質濾渣A和濾液B，濾液B中主要含有Sr2+、Ba2+、Fe2+、Ca2+、Cl-的酸性溶液，向濾液B中按體積比1：10加入足量硫酸，是濾液B中的Ba2+全部轉化為BaSO4沉淀除去，在進行抽濾得到濾液C，對濾液C加入30%雙氧水，將濾液C中的Fe2+氧化為Fe3+，為避免引入新的雜質，加入Sr(OH)2或SrO，調節pH值，使Fe3+、Ca2+ 轉化為Ca(OH)2、Fe(OH)3沉淀除去，將濾液加熱至80℃左右，再過濾，得到的濾渣D為Ca(OH)2、Fe(OH)3，濾液E中主要含有Sr2+、Cl-，由于SrCl26H2O在61.5℃以上即會失去4個結晶水生成SrCl22H2O，則對濾液E進行減壓蒸發濃縮，過濾、洗滌、干燥，得到產品SrCl26H2O，據此分析解答。

(1)A．步驟I中操作X為研磨粉碎，可以增大反應接觸面積，故A正確；

B．步驟III為得到濾液C，抽濾除去的濾渣，若用濾液淋洗濾渣不能將濾渣中吸附的溶質洗滌下來的，故B錯誤；

C．玻璃纖維中含有二氧化硅，在堿性條件下易被腐蝕，與酸不反應，則抽濾時，如果溶液有強酸性，可以用玻璃纖維代替濾紙，故C正確；

D．減壓過濾不宜過濾膠狀沉淀，因為膠狀沉淀會透過濾紙，故D錯誤；

E．步驟IV中油浴若外溢易失火，從實驗安全考慮，且不適合明火加熱，水浴更安全，故E錯誤；

答案為BDE；

(2)硫酸鍶的溶度積遠遠大于硫酸鋇的溶度積，但因為溶液中大部分是氯化鍶，所以加入硫酸后會先生成硫酸鍶，而硫酸鍶微溶于水的特性使其進一步轉化成硫酸鋇的反應速度較慢，為縮短反應時間且使Ba2+沉淀完全可適量多加硫酸，但是過量太多又會使Sr2+沉淀。因此答案為：硫酸量過量20％可以使Ba2+沉淀完全，但是過量太多會使Sr2+沉淀；

(3)①步驟IV調節pH時，為避免引入新的雜質，最適宜加入的試劑為Sr(OH)2或SrO，根據圖像，將pH調至12，可以使鐵和鈣沉淀較完全，而鍶幾乎未沉淀；

②濾渣D主要成分為Ca(OH)2、Fe(OH)3，濾渣D中加入NaClO溶液，發生反應的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)在步驟V中，若要從濾液E通過操作Y得到大顆粒的高純六水氯化鍶晶體，先在61.5℃以下減壓蒸發濃縮，在過飽和溶液中加入晶種，然后在室溫下緩慢冷卻結晶，再抽濾。如果用往溶液中加入無水乙醇，醇析的方法析出晶體，需要緩慢加入才會析出大顆粒晶體，抽濾后用氯化鍶飽和溶液洗滌晶體更能減少產品的溶解，為防止晶體失去結晶水，在30℃真空烘箱中干燥，則操作順序為：濾液E→d→b→g→抽濾→h→f；

(5)①此方法為沉淀滴定法，滴定開始為白色沉淀，由于Ag2CrO4為磚紅色沉淀，因此判斷滴定終點的現象為：錐形瓶中沉淀顏色由白色變為磚紅色，且半分鐘不變色；

②若硝酸銀標準液未采用棕色滴定管滴定，硝酸銀見光會分解，標準液用量偏多，會使測得的晶體純度偏高。