Question

工业上可以用天青石生产碳酸锶后的含锶废渣制备高纯六水氯化锶(SrCl₂•6H₂O），含锶废渣主要成分为SrCO₃，且含钡、铁、钙等元素。六水氯化锶是一种无色长针状晶体，易溶于水，微溶于无水乙醇和丙酮，下面为实验室模拟SrCl₂•6H₂O的制作流程：

已知：①SrSO₄微溶于水；

②SrCl₂•6H₂O在61.5℃以上即会失去4个结晶水生成SrCl₂•2H₂O。

（1）关于上述实验操作下列说法不正确的是___。

A.步骤I中操作X为研磨粉碎，可以增大反应接触面积

B.步骤III为提高产率，可以用滤液淋洗布氏漏斗中的滤渣

C.抽滤时，如果溶液有强酸性，可以用玻璃纤维代替滤纸

D.减压过滤不宜过滤胶状沉淀，因为胶状沉淀会在滤纸上形成一层密实的沉淀

E.步骤IV中的温度控制在80℃左右，可以用水浴加热，也可以用油浴或砂浴加热代替，更安全

（2）下表为实验中硫酸加入量对溶液中Ba²⁺和Sr²⁺含量的影响，实验发现在步骤III中加入硫酸量过量20%较合适，请解释原因：___。

硫酸加入量/mL	4.50	4.95	5.40	5.85	6.30
Ba^2+/(g/L)	0.37	0.21	0.13	0.11	0.10
Sr^2+/(g/L)	90.21	89.86	89.57	89.23	88.90

（3)①步骤IV调节pH时，为避免引入新的杂质，最适宜加入的试剂为___，如图为在80℃时，pH对除杂的影响，通过加入试剂将pH调至___。

②往滤渣D中加入NaClO溶液，发生反应的离子方程式为：___。

（4）在步骤V中，若要从滤液E通过操作Y得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体，操作Y包含下列步骤中的某几项，请选择合适的操作并排序。（填相应步骤的字母）

滤液E→（_____）→（_____）→（_____）→抽滤→（_____）→（_____）

a.蒸发浓缩至有大量晶体析出

b.在过饱和溶液中加入晶种

c.6l.5℃以上减压蒸发浓缩

d.6l.5℃以下减压蒸发浓缩

e.往溶液中加入无水乙醇

f.在30℃真空烘箱中干燥

g.在室温下缓慢冷却结晶

h.用氯化锶饱和溶液洗涤晶体

I.用冷水洗涤晶体

（5）为侧定所制SrCl₂•6H₂O晶体的纯度，取1.12g实验制得的产物加水溶解，配成100mL溶液，用移液管取出25mL于锥形瓶中，滴入几滴K₂CrO₄，已知Ag₂CrO₄为砖红色沉淀，用浓度为0.100mol/L的硝酸银标准溶液滴定。

①判断滴定终点的现象为___；

②实验时未采用棕色滴定管滴定，会使测得的晶体纯度___（填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

Answer

BDE 硫酸量过量20％可以使Ba2+沉淀完全，但是过量太多会使Sr2+沉淀 Sr(OH)2或SrO 12 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O d b g h f 滴入最后一滴时，锥形瓶中出现砖红色沉淀，且半分钟内不变色 偏高

【解析】

含锶废渣(主要成分为SrCO3，且含钡、铁、钙等元素)研磨粉碎，再加水润湿后水浴加热，加入足量的盐酸并搅拌，调节pH=2进行酸浸溶解，充分酸溶后的溶液进行抽滤，得到不与盐酸反应的杂质滤渣A和滤液B，滤液B中主要含有Sr2+、Ba2+、Fe2+、Ca2+、Cl-的酸性溶液，向滤液B中按体积比1：10加入足量硫酸，是滤液B中的Ba2+全部转化为BaSO4沉淀除去，在进行抽滤得到滤液C，对滤液C加入30%双氧水，将滤液C中的Fe2+氧化为Fe3+，为避免引入新的杂质，加入Sr(OH)2或SrO，调节pH值，使Fe3+、Ca2+ 转化为Ca(OH)2、Fe(OH)3沉淀除去，将滤液加热至80℃左右，再过滤，得到的滤渣D为Ca(OH)2、Fe(OH)3，滤液E中主要含有Sr2+、Cl-，由于SrCl2•6H2O在61.5℃以上即会失去4个结晶水生成SrCl2•2H2O，则对滤液E进行减压蒸发浓缩，过滤、洗涤、干燥，得到产品SrCl2•6H2O，据此分析解答。

(1)A．步骤I中操作X为研磨粉碎，可以增大反应接触面积，故A正确；

B．步骤III为得到滤液C，抽滤除去的滤渣，若用滤液淋洗滤渣不能将滤渣中吸附的溶质洗涤下来的，故B错误；

C．玻璃纤维中含有二氧化硅，在碱性条件下易被腐蚀，与酸不反应，则抽滤时，如果溶液有强酸性，可以用玻璃纤维代替滤纸，故C正确；

D．减压过滤不宜过滤胶状沉淀，因为胶状沉淀会透过滤纸，故D错误；

E．步骤IV中油浴若外溢易失火，从实验安全考虑，且不适合明火加热，水浴更安全，故E错误；

答案为BDE；

(2)硫酸锶的溶度积远远大于硫酸钡的溶度积，但因为溶液中大部分是氯化锶，所以加入硫酸后会先生成硫酸锶，而硫酸锶微溶于水的特性使其进一步转化成硫酸钡的反应速度较慢，为缩短反应时间且使Ba2+沉淀完全可适量多加硫酸，但是过量太多又会使Sr2+沉淀。因此答案为：硫酸量过量20％可以使Ba2+沉淀完全，但是过量太多会使Sr2+沉淀；

(3)①步骤IV调节pH时，为避免引入新的杂质，最适宜加入的试剂为Sr(OH)2或SrO，根据图像，将pH调至12，可以使铁和钙沉淀较完全，而锶几乎未沉淀；

②滤渣D主要成分为Ca(OH)2、Fe(OH)3，滤渣D中加入NaClO溶液，发生反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；

(4)在步骤V中，若要从滤液E通过操作Y得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体，先在61.5℃以下减压蒸发浓缩，在过饱和溶液中加入晶种，然后在室温下缓慢冷却结晶，再抽滤。如果用往溶液中加入无水乙醇，醇析的方法析出晶体，需要缓慢加入才会析出大颗粒晶体，抽滤后用氯化锶饱和溶液洗涤晶体更能减少产品的溶解，为防止晶体失去结晶水，在30℃真空烘箱中干燥，则操作顺序为：滤液E→d→b→g→抽滤→h→f；

(5)①此方法为沉淀滴定法，滴定开始为白色沉淀，由于Ag2CrO4为砖红色沉淀，因此判断滴定终点的现象为：锥形瓶中沉淀颜色由白色变为砖红色，且半分钟不变色；

②若硝酸银标准液未采用棕色滴定管滴定，硝酸银见光会分解，标准液用量偏多，会使测得的晶体纯度偏高。