Question

鍶（Sr）是人體必需的微量元素，其單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)與鈣、鋇的相似．實驗室用含碳酸鍶的廢渣（含SrCO₃ 38.40%，SrO12.62%，CaCO₃ 38.27%，BaCO₃ 2.54%，其它不溶于硝酸的雜質(zhì)8.17%）制備硝酸鍶粗品的部分實驗過程如下：

（1）市售濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，密度為1.4g/cm³，要配制30%稀硝酸500mL，還需要查閱的數(shù)據(jù)是

 

，若配制過程中不使用天平，則必須要計算的數(shù)據(jù)是

 

，必須要使用的儀器是

 

．
已知兩種鹽的溶解度（g/100g水）如表所示：

溫度/℃物質(zhì)	0	20	30	45	60	80	100
Sr（NO3）2	28.2	40.7	47	47.2	48.3	49.2	50.7
Ca（NO3）2?4H2O	102	129	152	230	300	358	408

（2）由浸取后得到的混合物制備硝酸鍶粗品的實驗步驟依次為：過濾、

 

、

 

、洗滌，干燥．
（3）已知，硝酸鈣能溶于有機(jī)溶劑A中．式量：Sr（NO₃）₂-212、Ba（NO₃）₂-261、Ca（NO₃）₂-164
制得的硝酸鍶粗品中含少量Ca（NO₃）₂、Ba（NO₃）₂等雜質(zhì)．測定硝酸鍶純度的實驗如下：取5.39g硝酸鍶樣品，加入足量的有機(jī)溶劑A，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，剩余固體5.26g，將此固體配成250mL的溶液，取出25.00mL，調(diào)節(jié)pH為7，加入指示劑，用濃度為0.107mol/L的碳酸鈉溶液滴定至終點，消耗碳酸鈉溶液22.98mL．滴定過程的反應(yīng)：Sr²⁺+CO₃^2-→SrCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-→BaCO₃↓．
①滴定選用的指示劑為

 

，滴定終點觀察到的現(xiàn)象為

 

．
②該硝酸鍶粗品中，硝酸鍶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

（小數(shù)點后保留兩位）．若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，所測定的硝酸鍶純度將會

 

 （填“偏高”、“偏低”或“不變”）．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：含碳酸鍶的廢渣（含SrCO₃ 38.40%，SrO12.62%，CaCO₃ 38.27%，BaCO₃ 2.54%，其它不溶于硝酸的雜質(zhì)8.17%）和稀硝酸反應(yīng)，過濾后，濾液中應(yīng)該含有Sr（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂、Ba（NO₃）₂，由表中的數(shù)據(jù)可以看出，Sr（NO₃）₂的溶解度隨著溫度的升高變化不大，而硝酸鈣的溶解度隨溫度變化較大，因此可通過蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得硝酸鍶粗產(chǎn)品；
（1）濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，密度為1.4g/cm³，要配制30%稀硝酸500mL，v（濃硝酸）×ρ（濃硝酸）×濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=m（稀硝酸）×稀硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，m（稀硝酸）=v（稀硝酸）×ρ（稀硝酸），故還需要查閱稀硝酸的密度；若配制過程中不使用天平，則必須要計算的數(shù)據(jù)為v（濃硝酸），v（稀硝酸），而實際量取的應(yīng)是：濃硝酸和蒸餾水的體積；必須使用的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒；
（2）由表中的數(shù)據(jù)可以看出，Sr（NO₃）₂的溶解度隨著溫度的升高變化不大，而硝酸鈣的溶解度隨溫度變化較大，因此可通過由浸取后得到的混合物制備硝酸鍶粗品的實驗步驟依次為：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得到；
（3）①分析滴定過程可知，樣品溶液無色，滴入碳酸鈉沉淀完全可以滴入酚酞試液指示終點，滴入最后一滴溶液呈紅色，半分鐘內(nèi)不褪色；②若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，多消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液碳酸鈉，依據(jù)滴定誤差分析，c（待測液）=

c(標(biāo)準(zhǔn)液)v(標(biāo)準(zhǔn)液)

v(待測液)

，消耗標(biāo)準(zhǔn)液多，所測定的硝酸鍶純度會偏高；
②已知，硝酸鈣能溶于有機(jī)溶劑A中，取5.39g硝酸鍶樣品，加入足量的有機(jī)溶劑A，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，剩余固體5.26g，剩余固體為硝酸鋇和硝酸鍶，設(shè)硝酸鍶和硝酸鋇的物質(zhì)的量為x和y，二者質(zhì)量和為5.26g，則有212x+261y=5.26①；和碳酸根反應(yīng)的只有鋇離子和鍶離子，Sr²⁺+CO₃^2-→SrCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-→BaCO₃↓，消耗濃度為0.107mol/L的碳酸鈉溶液22.98mL，物質(zhì)的量為0.00246mol，則有x+y=0.0246②，由①②式得m（硝酸鍶）=212x=5.02g，硝酸鍶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.02g

5.39g

×100%=0.93；若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，滴定溶液時消耗碳酸鈉溶液多，所求硝酸鍶物質(zhì)的量偏大，所測定的硝酸鍶純度將會偏高．

解答： 解：含碳酸鍶的廢渣（含SrCO₃ 38.40%，SrO12.62%，CaCO₃ 38.27%，BaCO₃ 2.54%，其它不溶于硝酸的雜質(zhì)8.17%）和稀硝酸反應(yīng)，過濾后，濾液中應(yīng)該含有Sr（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂、Ba（NO₃）₂，由表中的數(shù)據(jù)可以看出，Sr（NO₃）₂的溶解度隨著溫度的升高變化不大，而硝酸鈣的溶解度隨溫度變化較大，因此可通過蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得硝酸鍶粗產(chǎn)品；
（1）濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，密度為1.4g/cm³，要配制30%稀硝酸500mL，v（濃硝酸）×ρ（濃硝酸）×濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=m（稀硝酸）×稀硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，m（稀硝酸）=v（稀硝酸）×ρ（稀硝酸），故還需要查閱稀硝酸的密度；若配制過程中不使用天平，則必須要計算的數(shù)據(jù)為v（濃硝酸），v（稀硝酸），而實際量取的應(yīng)是：濃硝和蒸餾水的體積；必須使用的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒；
故答案為：30%稀硝酸的密度；濃硝酸和蒸餾水的體積；量筒、燒杯、玻璃棒；
（2）由表中的數(shù)據(jù)可以看出，Sr（NO₃）₂的溶解度隨著溫度的升高變化不大，而硝酸鈣的溶解度隨溫度變化較大，因此可通過由浸取后得到的混合物制備硝酸鍶粗品的實驗步驟依次為：蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾，洗滌，干燥得到；
故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾；
（3）①分析滴定過程可知，樣品溶液無色，滴入碳酸鈉沉淀完全可以滴入酚酞試液指示終點，滴入最后一滴溶液呈紅色，半分鐘內(nèi)不褪色；②若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，多消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液碳酸鈉，依據(jù)滴定誤差分析，c（待測液）=

c(標(biāo)準(zhǔn)液)v(標(biāo)準(zhǔn)液)

v(待測液)

，消耗標(biāo)準(zhǔn)液多，所測定的硝酸鍶純度會偏高；
故答案為：酚酞；溶液變?yōu)榧t色，且30s內(nèi)不變色；
②已知，硝酸鈣能溶于有機(jī)溶劑A中，取5.39g硝酸鍶樣品，加入足量的有機(jī)溶劑A，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，剩余固體5.26g，剩余固體為硝酸鋇和硝酸鍶，設(shè)硝酸鍶和硝酸鋇的物質(zhì)的量為x和y，二者質(zhì)量和為5.26g，則有212x+261y=5.26①；和碳酸根反應(yīng)的只有鋇離子和鍶離子，Sr²⁺+CO₃^2-→SrCO₃↓，Ba²⁺+CO₃^2-→BaCO₃↓，消耗濃度為0.107mol/L的碳酸鈉溶液22.98mL，物質(zhì)的量為0.00246mol，則有x+y=0.0246②，由①②式得m（硝酸鍶）=212x=5.02g，硝酸鍶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.02g

5.39g

×100%=0.93；若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，滴定溶液時消耗碳酸鈉溶液多，所求硝酸鍶物質(zhì)的量偏大，所測定的硝酸鍶純度將會偏高；
故答案為：0.93；偏高

點評：本題考查了物質(zhì)制備實驗方案的分析判斷，分離混合物的流程，化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析，滴定實驗的步驟和指示劑選擇，誤差分析應(yīng)用．