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5.锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2•6H2O)是实验窒重要的分析试剂,工业上常用天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生成流程如图:

已知:①经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Ba2+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:267g/mol.
(1)天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是增加反应物的接触面积,提高反应速率,提高原料的转化率.
(2)隔绝空气高温焙烧,若0.5mol SrSO4中只有S被还原,转移了4mol电子.写出该反应的化学方程式SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑.
(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体,过滤2后还需进行的两步操作是洗涤、干燥.
(4)加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质;为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于0.03  mol/L(注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol/L).
(5)产品纯度检测:称取1.000g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO31.100×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出.①滴定反应达到终点的现象是溶液由无色变为血红色,且30s不褪色;
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL,则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为93.45%(保留4位有效数字).

分析 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)研磨粉碎的目的是增加反应物的接触面积,提高反应速率,提高原料的转化率;
(2)0.5mol SrSO4中只有S被还原,转移了4mol电子,则1mol的S转移8mol的电子,反应后生成的-2价硫离子,据此写出该反应的化学方程式;
(3)过滤1后的滤液中含有氯化锶,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,然后从溶液中将晶体过滤出来,洗涤除去表面的杂质离子并进行干燥即获得SrCl2•6H2O;
(4)用HCl溶解SrS后的溶液中含有杂质钡离子,加入硫酸的后生成硫酸钡沉淀从而除去溶液中Ba2+杂质;
根据钡离子浓度、硫酸钡的溶度积计算出钡离子完全除去时硫酸根离子的浓度,然后根据硫酸锶的溶度积计算出需要锶离子的最小浓度;
(5)①若NH4SCN不再剩余的Ag+结合形成AgSCN白色沉淀,溶液中就会含有SCN-,就会与Fe3+产生络合物是溶液变为红色,据此判断滴定终点;
②根据n=cV计算出n(NH4SCN),Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,据此计算出溶液中剩余的Ag+的物质的量及与Cl-反应的Ag+的物质的量,再根据氯离子守恒计算出1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量、质量,最后计算出产品纯度.

解答 解:(1)天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是为了增加反应物的接触面积,提高化学反应速率,从而提高原料的转化率,
故答案为:增加反应物的接触面积,提高反应速率,提高原料的转化率;
(2)在焙烧的过程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被还原,转移了4 mol电子,则1mol的S转移8mol的电子,由于在反应前元素的化合价为+6价,所以反应后元素的化合价为-2价,因此碳与天青石在高温下发生反应的化学方程式为:SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑,
故答案为:SrSO4+4C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SrS+4CO↑;
(3)然后向得到的含有SrS固体中加入HCl发生反应:SrS+2HCl=SrCl2+H2S↑,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,然后从溶液中将晶体过滤出来,洗涤除去表面的杂质离子并进行干燥即获得SrCl2•6H2O,
故答案为:洗涤、干燥;
(4)在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+杂质;
由于在Ba2+浓度为1×10-5 mol/L,BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10,所以c(SO42-)=$\frac{1.1×10{\;}^{-10}}{1×10{\;}^{-5}}$mol/L=1.1×10-5mol/L,而SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7,所以c(Sr2+)=$\frac{3.3×10{\;}^{-7}}{1.1×10{\;}^{-5}}$mol/L=3.0×10-2=0.03mol/L,
故答案为:除去溶液中Ba2+杂质; 0.03;
(5)①若NH4SCN不再剩余的Ag+结合形成AgSCN白色沉淀,溶液中就会含有SCN-,就会与Fe3+产生络合物是溶液变为红色,因此滴定达到终点时溶液由无色变为血红色,且30 s不褪色,
故答案为:溶液由无色变为血红色,且30 s不褪色;
②n(NH4SCN)=0.2000mol/L×0.02L=4.0×10-3mol,Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,所以溶液中剩余的Ag+的物质的量为:n(Ag+)=4.0×10-3mol,则与Cl-反应的Ag+的物质的量为:n(Ag+)=1.100×10-2 mol-4.0×10-3mol=7.0×10-3mol,
1.000g产品中SrCl2•6H2O的物质的量为:n(SrCl2•6H2O)=$\frac{1}{2}$×n(Ag+)=3.5×10-3mol,
1.000g产品中SrCl2•6H2O的质量为:m(SrCl2•6H2O)=3.5×10-3mol×267 g/mol=0.9345g,
所以产品纯度为:$\frac{0.9435g}{1g}$×100%=93.45%,
故答案为:93.45%.

点评 本题考查制备实验方案的设计,为高频考点,把握制备流程中发生的化学反应及物质分离方法为解答的关键,涉及反应速率、氧化还原反应、滴定原理等,注意信息与所学知识的综合应用,综合性较强,题目难度较大.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.现实验室要用质量分数为40%浓氢氧化钠溶液(密度为1.2g/mL)来配制浓度为0.6mol/L的稀氢氧化钠溶液100mL,则需浓碱溶液的体积5.0mL (精确到小数点后1位).如果出现下列情况,会使溶液物质的量浓度如何变化?(填“偏高”“偏低”或“不变”)
(1)称量的是长期暴露在空气中的NaOH,则结果偏低.
(2)溶解后没有冷却便进行定容,则结果偏高.
(3)向容量瓶中移液时,有少量溶液溅出,则结果偏低.
(4)所用容量瓶中,已有少量蒸馏水,则结果不变.
(5)称量NaOH固体时,所用砝码已生锈,则结果偏高.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下列对于苯的化学性质的叙述中正确的是(  )
A.苯与溴水发生加成反应而使溴水褪色
B.苯与溴水发生取代反应而使溴水褪色
C.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物发生的反应不是取代反应

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂.
(1)工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe(OH)3在KOH存在下制得K2FeO4,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2.
(2)实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料,通过以下过程(图1)制备K2FeO4:

①操作(I)的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,隔绝空气减压干燥.
②检验产生X气体的方法是用带火星的木条接触气体.
③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是K2FeO4在0℃时的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH、Na2SO4小.
(3)测定某K2FeO4样品的质量分数,实验步骤如下:
步骤1:准确称量1.0g样品,配制100mL溶液,
步骤2:准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤3:在强碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成Fe(OH)3和CrO42-
步骤4:加稀硫酸,使CrO42-转化为Cr2O72-,CrO2-转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe3+
步骤5:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000mol•L-1 (NH4)2Fe(SO4) 2标准溶液滴定至终点(溶液显紫红色),记下消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,做3次平行实验,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积30.00mL.
已知:滴定时发生的反应为:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O.
①步骤2中准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是酸式滴定管.
②写出步骤3中发生反应的离子方程式CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-.
③步骤5中能否不加指示剂否,原因是因为K2Cr2O7溶液为橙色、Fe3+的溶液为黄色,颜色变化不明显.
④根据上述实验数据,测定该样品中K2FeO4的质量分数为79.2%.
(4)配制0.1mol•L-1的K2FeO4,调节溶液pH,含铁离子在水溶液中的存在形态如图2所示.下列说法正确的是AD (填字母).

A.pH=2时,c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4-)=0.1mol•L-1
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸铵,则HFeO4-的分布分数逐渐增大
C.向pH=1的溶液中加HI溶液,发生反应的离子方程式为:
H2FeO4+H+═H3FeO4+
D.将K2FeO4晶体溶于水,水溶液呈弱碱性.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

20.(Ⅰ)氨基甲酸铵(NH2COONH4)的制备氨基甲酸铵是一种白色固体,易分解、易水解,难溶于CCl4.可用做肥料.
制备氨基甲酸铵的装置如图1所示.反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0.

注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质.
(1)发生器用冰水冷却的原因是降低温度,防止因反应放热造成产物分解.提高反应物转化率.
(2)液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例.
(3)从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤(填写操作名称).为了得到干燥产品,应采取的方法是c(填写选项序号).
a.80℃热风下烘干     b.60℃热风下烘干      c.40℃热风下烘干
(4)尾气处理装置如图2所示.双通玻璃管的作用:防止倒吸;
浓硫酸的作用:吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解.
(5)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.000g.则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80%.(精确到2位小数,碳酸氢铵和氨基甲酸铵的相对分子质量分别为79和78)
(Ⅱ) FeSO4•7H2O晶体的制备
(6)已知:
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Al3+3.05.0
Fe2+5.88.8
某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,制备绿矾(FeSO4•7H2O),补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4•7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):
①向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,充分反应后过滤,
②向滤液加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤,
③滤液中滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5.0~5.8,过滤,
④将得到溶液加热蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,低温干燥,得到FeSO4•7H2O晶体.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

10.如图在试管甲中先加入2mL 95%的乙醇,并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸,充分摇匀,冷却后再加入2克无水乙酸,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管乙中加入5mL饱和的碳酸钠溶液,按图连接好装置,用酒精灯对试管甲小火加热3~5min后,改用大火加热,当观察到左试管中有明显现象时停止实验.试回答:
(1)试管乙中观察到的现象是液体分层
(2)试管甲中加入浓硫酸的目的是ac
a.吸水剂   b.脱水剂   c.催化剂   d.氧化剂
(3)该实验中长导管的作用是导气、冷凝其不宜伸入试管乙的溶液中,原因是防止倒吸
(4)试管乙中饱和Na2CO3的作用是除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层
(5)写出试管甲中发生反应的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

17.如图是实验室制乙酸乙酯的装置.
(1)装置中导气管要插在饱和Na2CO3溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止Na2CO2溶液防止倒吸.
(2)浓H2SO4的作用是①催化剂,②吸水剂.
(3)饱和Na2CO3溶液的作用是吸收乙醇、除去乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度.
(4)实验生成的乙酸乙酯,其密度比水小(填“大”或“小”),有香味.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列说法不正确的是(  )
A.生物质能来深于植物及其加工产品所贮存的能量,直接燃烧是利用方式之一
B.石油的裂化与裂解都是化学变化,而煤的气化与液化是物理变化
C.用高压氢气、氧气制作燃料电池是氢能源利用的一种重要方式
D.化学反应过程中反应物的总能量小于生成物的总能量,往往伴随热量的吸收

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.X、Y、Z、W均为短周期主族元素,且原子序数逐渐增大.已知:
①X、Y、W分别位于不同周期;
②Z和W属于同一主族,且W的原子序数是Z的两倍;
③Y、Z、W的最外层电子数之和为17.
下列说法不正确的是(  )
A.原子半径由小到大的顺序为r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B.X、Y、Z既能形成离子化合物,又能形成共价化合物
C.Z分别能与X、Y和W形成多种化合物
D.与单质W比较,单质Z更容易与单质X化合

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