Question

【題目】高純硝酸鍶[Sr(NO3)2]用于制造信號燈、光學玻璃等。

I.工業級硝酸鍶中常含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質，其中硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸。提純硝酸鍶的實驗步驟如下：

①取含雜質的硝酸鍶樣品，向其中加入濃HNO3溶解，攪拌。

②過濾，并用濃HNO3洗滌濾渣。

③將濾渣溶于水中，加略過量CrO3使Ba2+沉淀，靜置后加入肼(N2H4)將過量CrO3還原，調節pH至7~8，過濾。

④將濾液用硝酸調節pH至2~3，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌。

⑤將得到的Sr(NO3)2·2H2O晶體在100℃條件下干燥，得到高純硝酸鍶。

（1）步驟②用濃HNO3洗滌濾渣的目的是______________。

（2）步驟③中肼將CrO3還原為Cr3+，同時產生一種無色無味的氣體，該反應的離子方程式為_____________。

（3）肼具有很好的還原性，且氧化產物無污染，故可用于除去鍋爐等設備供水中的溶解氧，現欲除去100L鍋爐水中的溶解氧(含氧氣8.8mg/L)，需要肼的質量為__________。

Ⅱ.Sr(NO3)2受熱易分解，生成Sr(NO2)2和O2；在500℃時Sr(NO2)2進一步分解生成SrO及氮氧化物。

（4）取一定質量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2樣品，加熱至完全分解，得到7.28gSrO固體和6.92g混合氣體。計算該樣品中Sr(NO3)2的質量分數__________(寫出計算過程，計算結果精確到0.01%)。

Answer 1

【答案】 除去雜質Ca(NO3)2,減少硝酸鍶的溶解損失 3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O 0.88g 74.65%

【解析】試題分析：本題考查物質的分離提純，離子方程式的書寫，氧化還原反應的計算和混合物的計算。

I（1）根據題意：硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸。步驟①中加入濃HNO3，硝酸鈣溶解，硝酸鍶、硝酸鋇不溶；步驟②過濾除去硝酸鈣，濾渣為硝酸鍶和硝酸鋇的混合物，用濃硝酸洗滌濾渣的目的是：洗滌除去Ca（NO3）2，減少硝酸鍶的溶解損失。

（2）肼將CrO3還原為Cr3+，同時產生一種無色無味的氣體，說明N2H4被氧化成N2，寫出反應：N2H4+CrO3→N2↑+Cr3+，反應中N元素的化合價的變化為：-2價→0價，Cr元素的化合價的變化為：+6價→+3價，根據得失電子守恒配平：3N2H4+4CrO3→3N2↑+4Cr3+，結合原子守恒、電荷守恒，寫出離子方程式為：3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O。

（3）肼中N元素的化合價為-2價，肼具有很好的還原性，且氧化產物無污染，則氧化產物為N2，根據得失電子守恒，4n（N2H4）=4n（O2）=4，n（N2H4）=0.0275mol，m（N2H4）=0.0275mol32g/mol=0.88g。

II（4）根據質量守恒定律，m（樣品）=m（SrO）+m（混合氣體）=7.28g+6.92g=14.2g。180g/moln[Sr（NO2）2]+212g/moln[Sr（NO3）2]=14.2g，根據Sr守恒，n[Sr（NO2）2]+n[Sr（NO3）2]= ，聯立兩式解得n[Sr（NO2）2]=0.02mol，n[Sr（NO3）2]=0.05mol，則Sr(NO3)2的質量為0.05mol212g/mol=10.6g，Sr(NO3)2的質量分數為100%=74.65%。