Question

3．工業上用難溶于水的碳酸鍶（SrCO₃）粉末為原料（含少量鋇和鐵的化合物）制備高純六水氯化鍶晶體（SrCl₂•6H₂O），其過程為：

已知：Ⅰ．有關氫氧化物沉淀的pH：

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開始沉淀的pH	1.5	6.5
沉淀完全的pH	3.7	9.7

Ⅱ．SrCl₂•6H₂O 晶體在61℃時開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水．
（1）操作①需要加快反應速率，措施有充分攪拌和加熱、適當增加鹽酸濃度等（寫一種）．碳酸鍶與鹽酸反應的離子方程式SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O．
（2）在步驟②-③的過程中，將溶液的pH值由1調節至B；宜用的試劑為E．
A.1.5  B.3.7     C.9.7     D．氨水    E．氫氧化鍶粉末    F．碳酸鈉晶體
（3）操作③中所得濾渣的主要成分是Fe（OH）₃、BaSO₄ （填化學式）．
（4）工業上用熱風吹干六水氯化鍶，適宜的溫度是A
A．50～60℃B．80～100℃C．100℃以上
（5）步驟⑥宜選用的無機洗滌劑是飽和氯化鍶溶液．

Answer 1

分析 以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發生反應：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后加硫酸生成硫酸鋇沉淀，同時調節溶液pH，使Fe³⁺轉化氫氧化鐵沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發、冷卻結晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）（增大鹽酸的濃度，加熱等可以增大反應速率；碳酸鍶與鹽酸反應生成氯化鍶、二氧化碳和水；
（2）根據Fe³⁺開始沉淀pH與沉淀完全pH調節溶液的pH范圍，調節溶液pH使Fe³⁺轉化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質；
（3）SrCO₃和鹽酸反應后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質，加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調節溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀；
（4）根據六水氯化鍶晶體開始失去結晶水的溫度選擇熱風吹干時適宜的溫度；
（5）根據溶解平衡且不能引入新雜質分析解答．

解答 解：以SrCO₃為原料制備六水氯化鍶（SrCl₂•6H₂O），由流程可知，SrCO₃和鹽酸發生反應：SrCO₃+2HCl=SrCl₂+CO₂↑+H₂O，反應后溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，還含有少量Fe²⁺、Ba²⁺雜質，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，加硫酸生成硫酸鋇沉淀，再調節溶液pH，使Fe³⁺轉化氫氧化鐵沉淀，所以過濾后濾渣為硫酸鋇和氫氧化鐵，濾液中含SrCl₂，最后蒸發、冷卻結晶得到SrCl₂•6H₂O．
（1）增大鹽酸的濃度，加熱，或者攪拌，增大接觸面積，可以增大反應速率；
碳酸鍶與鹽酸反應生成氯化鍶、二氧化碳和水，反應的離子方程式為SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：加熱、適當增加鹽酸濃度等；SrCO₃+2H⁺=Sr²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）由表中數據可知，Fe³⁺在pH=1.5時開始沉淀，在pH=3.7時沉淀完全，故在步驟②-③的過程中，將溶液的pH值由1調節至3.7，使Fe³⁺轉化氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質，可以選擇氫氧化鍶粉末，
故答案為：B；E；
（3）加入了稀硫酸，有硫酸鋇生成，加入過氧化氫，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再調節溶液pH，水解可生成氫氧化鐵沉淀，操作③中所得濾渣的主要成分是BaSO₄、Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃、BaSO₄；
（4）六水氯化鍶晶體61℃時開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水，則用熱風吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是50～60℃，
故答案為：A；
（5）根據溶解平衡，且不能引入新雜質，步驟⑥宜選用的無機洗滌劑是：飽和氯化鍶溶液，
故答案為：飽和氯化鍶溶液．

點評 本題考查制備實驗方案的設計，理解制備工藝流程原理是解答的關鍵，涉及反應速率影響因素、物質的分離提純、操作條件的控制與試劑選擇等，注意對題目信息與所學知識的綜合應用，題目難度中等．