Question

【題目】高純硝酸鍶[化學(xué)式：Sr(NO3)2]用于制造信號(hào)燈、光學(xué)玻璃等。

Ⅰ．工業(yè)級(jí)硝酸鍶中常含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì)，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(shí)驗(yàn)步驟如下：

①取含雜質(zhì)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，加略過量鉻酸使Ba2+沉淀，靜置后加入肼（N2H4）將過量鉻酸還原，調(diào)節(jié)pH至7～8，過濾。

④將濾液用硝酸調(diào)節(jié)pH至2～3，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)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（N2H4）將過量鉻酸（CrO3）還原為Cr3+，同時(shí)產(chǎn)生一種無(wú)色無(wú)味的氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式_______________。

（3）肼具有很好的還原性，且氧化產(chǎn)物無(wú)污染，故可用于除去鍋爐等設(shè)備供水中的溶解氧等，除去100L鍋爐水（含氧氣8g/L）的溶解氧，需要肼的質(zhì)量為_________。

Ⅱ．Sr(NO3)2受熱易分解，生成Sr(NO2)2和O2；在500 ℃時(shí)Sr(NO2)2進(jìn)一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定質(zhì)量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2樣品，加熱至完全分解，得到5.20 g SrO固體和5.08 g混合氣體。計(jì)算該樣品中Sr(NO3)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）_________（精確到0.01）。

Answer 1

【答案】 除去雜質(zhì)減少硝酸鍶的溶解損失 3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O 800g m(樣品)= 5.20 g+5.08 g=10.28 g n(SrO)= =0.05 mol

n[Sr(NO3)2]×212 g·mol-1+ n[Sr(NO2)2]×180 g·mol-1=10.28 g

n[Sr(NO3)2]+ n[Sr(NO2)2] =0.05 mol

解得:n[Sr(NO3)2] =0.04 mol (1分) n[Sr(NO2)2] =0.01 mol (1分)

w[Sr(NO3)2] = ×100%=82.49% (2 分)

【解析】（1）硝酸鍶中含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì)，因硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸，則可先加入濃硝酸，溶解硝酸鈣，達(dá)到 除去雜質(zhì)減少硝酸鍶的溶解損失的目的；

（2）肼（N2H4）將過量鉻酸（CrO3）還原為Cr3+，同時(shí)產(chǎn)生N2，結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒得此反應(yīng)的離子方程式3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O；

（3）肼除氧的反應(yīng)物是肼和氧氣，因?yàn)檠趸�產(chǎn)物無(wú)污染所以是氫和氧結(jié)合成的水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成物還有氮?dú)�，再根�?jù)觀察法配平，所以方程式是：N2H4+O2=N2+2H2O；需要溶解的氧的物質(zhì)的量為=25mol，則需要肼的質(zhì)量為25mol×32g/mol=800g；

Ⅱ．m（樣品）=5.20g+5.08g=10.28g，
n（SrO）==0.05mol，
n[Sr（NO3）2]×212gmol-1+n[Sr（NO2）2]×180gmol-1=10.28 g，
n[Sr（NO3）2]+n[Sr（NO2）2]=0.05mol，
解得：n[Sr（NO3）2]=0.04mol，
n[Sr（NO2）2]=0.01mol，
ω[Sr（NO3）2]= ×100%=82.49%。