Question

【題目】一種“氫氧化鍶-氯化鎂法”制備“牙膏用氯化鍶(SrCl2·6H2O)”的工藝流程如圖：

(1)鍶與鈣同主族。金屬鍶應(yīng)保存在__中(填“水”、“乙醇”或“煤油”)。

(2)天青石(主要成分SrSO4)經(jīng)過多步反應(yīng)后可制得工業(yè)碳酸鍶。其中第一步是與過量焦炭隔絕空氣微波加熱還原為硫化鍶，該過程的化學(xué)方程式為___。

(3)工業(yè)碳酸鍶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質(zhì)。“濾渣”的主要成分是___。

(4)“重結(jié)晶”時(shí)蒸餾水用量[以質(zhì)量比m(H2O)：m(SrO)表示]對Sr(OH)2·8H2O純度及產(chǎn)率的影響如下表。最合適的質(zhì)量比為___，當(dāng)質(zhì)量比大于該比值時(shí)，Sr(OH)2·8H2O產(chǎn)率減小，其原因是___。

質(zhì)量mH2O：mSrO	4：1	5：1	6：1	7：1	8：1	9：1	10：1
Sr(OH)2·8H2O純度%	98.64	98.68	98.65	98.64	98.63	98.63	98.65
Sr(OH)2·8H2O產(chǎn)率%	17.91	53.36	63.50	72.66	92.17	89.65	88.93

(5)水氯鎂石是鹽湖提鉀后的副產(chǎn)品，其中SO42-含量約為1%，“凈化”過程中常使用SrCl2除雜，寫出該過程的離子方程式___

(6)若需進(jìn)一步獲得無水氯化鍶，必須對SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)進(jìn)行脫水。脫水過程采用烘干法在170℃下預(yù)脫水，失重達(dá)33.7%，此時(shí)獲得的產(chǎn)物化學(xué)式為___。

Answer 1

【答案】煤油 SrSO4+4CSrS+4CO↑ Ca(OH)2、MgO 8：1 隨著蒸餾水溶劑的增加，在冷卻結(jié)晶、過濾的過程中部分氫氧化鍶留在母液中導(dǎo)致產(chǎn)率減小 SO42-+Sr2+=SrSO4↓ SrCl2·H2O

【解析】

一種“氫氧化鍶-氯化鎂法”制備“牙膏用氯化鍶(SrCl26H2O)”，由流程可知，工業(yè)碳酸鍶隔絕空氣高溫焙燒后水浸過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶得粗氫氧化鍶，再通過重結(jié)晶操作，可得精制的氫氧化鍶Sr(OH)28H2O，與由水氯鎂石提純而得的精制氯化鎂發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成SrCl2溶液和Mg(OH)2沉淀，濾液中含SrCl2，最后蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶得到SrCl26H2O，由此分析解答。

(1)金屬鍶很活潑，易與水中的氫發(fā)生置換反應(yīng)和醇羥基中氫發(fā)生置換反應(yīng)，所以可保存在煤油中；

(2)此過程中硫酸鍶與碳在高溫下反應(yīng)生成硫化鍶和一氧化碳，反應(yīng)方程式為SrSO4+4CSrS+4CO↑；

(3)工業(yè)碳酸鍶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等雜質(zhì)，煅燒后生成對應(yīng)氧化物，氧化物和水反應(yīng)生成氫氧化物，MgCO3煅燒后得到的MgO不溶于水，也不與水反應(yīng)，而氫氧化鈣微溶于水，“濾渣”的主要成分是MgO和Ca(OH)2；

(4)題給信息中Sr(OH)28H2O純度都已經(jīng)達(dá)到98%以上，產(chǎn)率是在質(zhì)量比mH2O:mSrO=8:1時(shí)最高為92.17%，當(dāng)質(zhì)量比大于該比值時(shí)，Sr(OH)28H2O產(chǎn)率減小，其原因是隨著蒸餾水溶劑的增加，在冷卻結(jié)晶過濾的過程中部分Sr(OH)2留在母液中導(dǎo)致產(chǎn)率降低；

(5)水氯鎂石是鹽湖提鉀后的副產(chǎn)品，其中SO42含量約為1%，“凈化”過程中常使用SrCl2 除雜，該過程的離子方程式為SO42-+Sr2+=SrSO4↓；

(6)脫水過程采用烘干法在170℃下預(yù)脫水，失重達(dá)33.7%，設(shè)烘干法在170℃下脫去x個(gè)結(jié)晶水，則×100%=33.7%，x=5，即SrCl2·6H2O脫水失去5個(gè)結(jié)晶水，故此時(shí)獲得的產(chǎn)物化學(xué)式為：SrCl2H2O。