Question

一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl₂·6H₂O)”的工艺流程如图：

(1)锶与钙同主族。金属锶应保存在__中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。

(2)天青石(主要成分SrSO₄)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，该过程的化学方程式为___。

(3)工业碳酸锶中含有CaCO₃、MgCO₃、BaCO₃等杂质。“滤渣”的主要成分是___。

(4)“重结晶”时蒸馏水用量[以质量比m(H₂O)：m(SrO)表示]对Sr(OH)₂·8H₂O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为___，当质量比大于该比值时，Sr(OH)₂·8H₂O产率减小，其原因是___。

质量mH2O：mSrO	4：1	5：1	6：1	7：1	8：1	9：1	10：1
Sr(OH)2·8H2O纯度%	98.64	98.68	98.65	98.64	98.63	98.63	98.65
Sr(OH)2·8H2O产率%	17.91	53.36	63.50	72.66	92.17	89.65	88.93

(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO₄^2-含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl₂除杂，写出该过程的离子方程式___。

(6)若需进一步获得无水氯化锶，必须对SrCl₂·6H₂O(M=267g·mol^-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，此时获得的产物化学式为___。

Answer

煤油 SrSO4+4CSrS+4CO↑ Ca(OH)2、MgO 8：1 随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小 SO42-+Sr2+=SrSO4↓ SrCl2·H2O

【解析】

一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶(SrCl2•6H2O)”，由流程可知，工业碳酸锶隔绝空气高温焙烧后水浸过滤，将滤液蒸发浓缩，冷却结晶得粗氢氧化锶，再通过重结晶操作，可得精制的氢氧化锶Sr(OH)2•8H2O，与由水氯镁石提纯而得的精制氯化镁发生复分解反应生成SrCl2溶液和Mg(OH)2沉淀，滤液中含SrCl2，最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2•6H2O，由此分析解答。

(1)金属锶很活泼，易与水中的氢发生置换反应和醇羟基中氢发生置换反应，所以可保存在煤油中；

(2)此过程中硫酸锶与碳在高温下反应生成硫化锶和一氧化碳，反应方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑；

(3)工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质，煅烧后生成对应氧化物，氧化物和水反应生成氢氧化物，MgCO3煅烧后得到的MgO不溶于水，也不与水反应，而氢氧化钙微溶于水，“滤渣”的主要成分是MgO和Ca(OH)2；

(4)题给信息中Sr(OH)2⋅8H2O纯度都已经达到98%以上，产率是在质量比mH2O:mSrO=8:1时最高为92.17%，当质量比大于该比值时，Sr(OH)2⋅8H2O产率减小，其原因是随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶过滤的过程中部分Sr(OH)2留在母液中导致产率降低；

(5)水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO42−含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl2 除杂，该过程的离子方程式为SO42-+Sr2+=SrSO4↓；

(6)脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，设烘干法在170℃下脱去x个结晶水，则×100%=33.7%，x=5，即SrCl2·6H2O脱水失去5个结晶水，故此时获得的产物化学式为：SrCl2⋅H2O。