【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、乙醇煤油)。

(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、MgCO3BaCO3等雜質(zhì)。濾渣的主要成分是___

(4)重結(jié)晶時蒸餾水用量[以質(zhì)量比m(H2O)m(SrO)表示]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,Sr(OH)2·8H2O產(chǎn)率減小,其原因是___。

質(zhì)量mH2OmSrO

41

51

61

71

81

91

101

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)若需進一步獲得無水氯化鍶,必須對SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)進行脫水。脫水過程采用烘干法在170℃下預(yù)脫水,失重達33.7%,此時獲得的產(chǎn)物化學(xué)式為___。

【答案】煤油 SrSO4+4CSrS+4CO↑ Ca(OH)2MgO 81 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CaCO3MgCO3、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MgOCa(OH)2;

(4)題給信息中Sr(OH)28H2O純度都已經(jīng)達到98%以上,產(chǎn)率是在質(zhì)量比mH2O:mSrO=8:1時最高為92.17%,當(dāng)質(zhì)量比大于該比值時,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33.7%,設(shè)烘干法在170℃下脫去x個結(jié)晶水,則×100%=33.7%,x=5,即SrCl2·6H2O脫水失去5個結(jié)晶水,故此時獲得的產(chǎn)物化學(xué)式為:SrCl2H2O。

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3)隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對電池新材料需求的不斷增加,再加上手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、攝像機、汽車等產(chǎn)品對新型、高效、環(huán)保電池材料的強勁需求,我國電池新材料市場將不斷擴大。而銅鋅原電池是一種最基本的將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,其中銅作________極,鋅作_________極。

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