Question

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl₂·6H₂O）是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石（主要成分为SrSO₄）为原料制备，生产流程如下：

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；

② SrSO₄、BaSO₄的溶度积常数分别为3.3×10^－7、1.1×10^－10；

③ SrCl₂·6H₂O的摩尔质量为：267 g/mol。

（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是___________________。

（2）隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4 mol电子。写出该反应的化学方程式：_____________________________________________。

（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_______________。

（4）加入硫酸的目的是______________________。为了提高原料的利用率，滤液中Sr²⁺的浓度应不高于_________mol/L（注：此时滤液中Ba²⁺浓度为1×10^－5mol/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AgNO₃ 1.100×10^－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0.2000 mol/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_________________________________________。

②若滴定过程用去上述浓度的NH₄SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl₂·6H₂O的质量百分含量为______（保留4位有效数字）。

Answer

增加反应物的接触面积，提高化学反应速率 SrSO4+ 4CSrS + 4CO↑ 洗涤、干燥（或烘干） 除去溶液中Ba2+杂质 0.03 溶液由无色变为血红色，且30 s不褪色 93.45%

【解析】

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，据此解答。

（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；

（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+4CSrS+4CO↑；

（3）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；

（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1×10-5mol/L，BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10，所以c（SO42-）=mol/L=1.1×10-5mol/L，而SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7，所以c（Sr2+）=mol/L=3.0×10-2=0.03mol/L；

（5）①若NH4SCN不再与剩余的Ag+结合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就会含有SCN-，就会与Fe3+产生络合物使溶液变为红色，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；

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+）=1.100×10-2mol-4.0×10-3mol=7.0×10-3mol，1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量为：n（SrCl2•6H2O）=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：0.9435g/1g×100%=93.45%。