Question

锶(Sr)为第五周期第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Sr^2＋和Cl^－外，还含有少量Ba^2＋杂质

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

③SrCl₂·6H₂O的摩尔质量为267 g·mol^－1

(1)工业上天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是___

(2)工业上天青石隔绝空气高温焙烧，若0.5 mol SrSO₄中只有硫元素被还原，转移了3 mol电子。写出该反应的化学方程式____

(3)加入硫酸的目的是_____；为了提高原料的利用率，滤液1中Sr^2＋的浓度应不高于__________mol·L^－1(注：此时滤液1中Ba^2＋浓度为1×10^－5 mol·L^－1 )。

(4)滤渣1的主要成分是____________，滤液1经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后，需对所得的六水氯化锶晶体进行洗涤、干燥。证明六水氯化锶晶体已洗涤干净的实验操作及现象为___________

(5)工业上常通过电解熔融SrCl₂制锶单质。由SrCl₂·6H₂O制取氯化锶的方法是_________

Answer

增加反应物的接触面积，提高化学反应速率 SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S 除去溶液中的Ba2＋杂质 0.03 BaSO4 取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净 直接加热SrCl2·6H2O(或灼烧等)

【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。

（1）粉碎天青石的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；

（2）依题意，SrSO4中只有S元素被还原，且0.5 mol SrSO4完全反应转移3 mol 电子，所以＋6价硫元素的还原产物为单质S，氧化产物为CO，根据原子守恒，可知另一种产物为SrO，根据氧化还原反应转移电子守恒以及原子守恒可知反应的化学方程式为：SrSO4＋3CSrO＋3CO↑＋S；

（3）结合信息①和硫酸锶、硫酸钡的溶度积数据知，加入硫酸的目的是除去钡离子，提高产品纯度；c(Ba2＋)＝1×10－5 mol·L－1时，c()＝＝mol·L－1＝1.1×10－5 mol·L－1，为提高原料利用率，Sr2＋不能生成沉淀，故c(Sr2＋)＜＝mol·L－1＝0.03 mol·L－1；

（4）结合信息①可知，溶液中含有Sr2＋、Cl－和Ba2＋，加入硫酸后生成了硫酸钡，故滤渣1的主要成分为硫酸钡；六水氯化锶晶体上附着有，可通过检验洗涤液中是否含有来确认是否洗净，具体操作及实验现象为：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；

（5）锶位于第五周期第ⅡA族，与钙同主族，根据元素周期律知，氢氧化锶的碱性比氢氧化钙强，说明氯化锶在水中不水解，故可直接加热或灼烧SrCl2·6H2O制得SrCl2。