题目内容
【题目】高纯硝酸锶[化学式:Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等。
⑴工业级硝酸锶中常含有硝酸钙、硝酸钡等杂质,其中硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。请结合相关信息,补充完整提纯硝酸锶的下列实验步骤:
①取含杂质的硝酸锶样品,_____,搅拌。
②_____。
③将滤渣溶于水中,加略过量铬酸使Ba2+沉淀,静置后加入肼(N2H4)将过量铬酸还原,调节pH=7~8,过滤。
④将滤液用硝酸调节pH=2~3,_____,过滤,洗涤。
⑤将得到的Sr(NO3)2·2H2O晶体在100 ℃条件下干燥,得到高纯硝酸锶。
⑵Sr(NO3)2受热易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在500 ℃时Sr(NO2)2进一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品,加热至完全分解,得到5.20 g SrO固体和5.08 g混合气体。计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数_________(写出计算过程)。
【答案】向其中加入浓HNO3 过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣 蒸发浓缩,冷却结晶 m(样品)=5.20 g+5.08 g=10.28g,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] =0.05mol,解得n([Sr(NO3)2]=0.04mol,n[Sr(NO2)2]=0.01mol,ω[Sr(NO2)2]= ×100%=82.49%
【解析】
(1)利用信息“硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸”,可确定提纯硝酸锶的步骤:
①将样品加入浓HNO3中,搅拌;
②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣,取滤渣(含有硝酸锶、硝酸钡);
④将滤渣中的硝酸钡沉淀分离除去;
⑤取滤液(含硝酸锶),再通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤便可得到较纯的硝酸锶晶体;
(2)根据质量守恒定律计算样品质量,根据Sr原子守恒、Sr(NO2)2的Sr(NO3)2的总质量列方程计算各自物质的量,进而计算样品中Sr(NO3)2的质量分数。
(1)利用信息“硝酸钙可溶于浓硝酸,而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸”,可确定提纯硝酸锶的步骤:
①将样品加入浓HNO3中,搅拌;
②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣,取滤渣(含有硝酸锶、硝酸钡);
④将滤渣中的硝酸钡沉淀分离除去;
⑤取滤液(含硝酸锶),再通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤便可得到较纯的硝酸锶晶体,
故答案为:①向其中加入浓HNO3;②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣;④蒸发浓缩,冷却结晶;
(2)m(样品)=5.20 g+5.08 g=10.28g,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] =0.05mol,解得n([Sr(NO3)2]=0.04mol,n[Sr(NO2)2]=0.01mol,ω[Sr(NO2)2]= ×100%=82.49%;
答:该样品中Sr(NO3)2的质量分数为82.49%。