Question

鍶(Sr)是人體必需的微量元素，其單質和化合物的化學性質與鈣、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）市售濃硝酸的質量分數為65%，密度為1.4g/cm³，要配制30%稀硝酸500mL，還需要查閱的數據是       ，若配制過程中不使用天平，則必須要計算的數據是           ，必須要使用的儀器是                。

已知兩種鹽的溶解度(g/100 g水)如下表

溫度/℃物質	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。

已知，硝酸鈣能溶于有機溶劑A中。式量：Sr(NO₃)₂–212、Ba(NO₃)₂–261、Ca(NO₃)₂–164

（3）制得的硝酸鍶粗品中含少量Ca(NO₃)₂、Ba(NO₃)₂等雜質。測定硝酸鍶純度的實驗如下：稱取5.39g硝酸鍶樣品，加入足量的有機溶劑A，經過濾、洗滌、干燥后，剩余固體5.26g，將此固體配成250 mL的溶液，取出25.00 mL，調節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：Sr^2＋＋CO₃^2－→ SrCO₃↓　　Ba^2＋＋CO₃^2－→ BaCO₃↓

①滴定選用的指示劑為              ，滴定終點觀察到的現象為            。

②該硝酸鍶粗品中，硝酸鍶的質量分數為            （小數點后保留兩位）。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

【答案】

（1）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）蒸發結晶  趁熱過濾

（3）①酚酞  溶液變為紅色且30s不變色   ②0.95（212x+261y=5.26   x+y=0.0246）  偏高

【解析】

試題分析：（1）根據溶質質量相等，還需要查閱的數據是30%稀硝酸的密度，若配制過程中不使用天平，則必須要計算的數據是濃硝酸和蒸餾水的體積，必須要使用的儀器是量筒、燒杯、玻璃棒。

（2）由表中的數據可以看出，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：蒸發結晶，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，半分鐘內部褪色，故答案為：酚酞；溶液由無變為淺紅色30秒內不退色；②若滴定前樣品中Ca（NO₃）₂沒有除盡，多消耗標準溶液碳酸鈉，依據滴定誤差分析，c（待測液）=，消耗標準液多，所測定的硝酸鍶純度會偏高，故答案為：偏高。已知，硝酸鈣能溶于有機溶劑A中，質量為5.39-5.26=0.03g。和碳酸根反應的只有鋇離子和鍶離子，濃度為0.107mol/L的碳酸鈉溶液22.98mL，物質的量為0.00246mol，設硝酸鋇和硝酸鍶的物質的量為y和x，建立方程式為212x+261y=5.26   x+y=0.0246，再由硝酸鍶的質量由總質量5.39減去硝酸鈣和硝酸鋇的質量，求得質量分數為0.95。

考點：本題考查了物質制備實驗方案的分析判斷，分離混合物的流程，化學反應速率的影響因素分析，滴定實驗的步驟和指示劑選擇，誤差分析應用。