Question

【題目】高純硝酸鍶[化學式：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，加略過量鉻酸使Ba2+沉淀，靜置后加入肼（N2H4）將過量鉻酸還原，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（N2H4）將過量鉻酸（CrO3）還原為Cr3+，同時產生一種無色無味的氣體，寫出該反應的離子方程式_______________。

（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等，除去100L鍋爐水（含氧氣8g/L）的溶解氧，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。取一定質量含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。計算該樣品中Sr(NO3)2的質量分數（寫出計算過程）_________（精確到0.01）。

Answer 1

【答案】 除去雜質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，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，達到 除去雜質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+，同時產生N2，結合電子守恒、電荷守恒及原子守恒得此反應的離子方程式3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O；

（3）肼除氧的反應物是肼和氧氣，因為氧化產物無污染所以是氫和氧結合成的水，根據質量守恒定律可知生成物還有氮氣，再根據觀察法配平，所以方程式是：N2H4+O2=N2+2H2O；需要溶解的氧的物質的量為=25mol，則需要肼的質量為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%。