题目内容
【题目】(12分)高纯硝酸锶[化学式:Sr(NO3)2]用于制造信号灯、光学玻璃等。
Ⅰ.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。提纯硝酸锶的实验步骤如下:
①取含杂质的硝酸锶样品,向其中加入浓HNO3溶解,搅拌。
②过滤,并用浓HNO3洗涤滤渣。
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至7~8,过滤。
④将滤液用硝酸调节pH至2~3,蒸发浓缩,冷却结晶,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。
(1)步骤②用浓HNO3洗涤滤渣的目的是 。
(2)步骤③中肼(N2H4)将过量铬酸(CrO3)还原为Cr3+,同时产生一种无色无味的气体,写出该反应的离子方程式 。
(3)肼具有很好的还原性,且氧化产物无污染,故可用于除去锅炉等设备供水中的溶解氧等,除去100L锅炉水(含氧气8g/L)的溶解氧,需要肼的质量为 。
Ⅱ.Sr(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) (精确到0.01)。
【答案】
Ⅰ.(1)除去杂质减少硝酸锶的溶解损失(2分)
(2)3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O(2分)
(3)800g(2分)
Ⅱ.m(样品)= 5.20 g+5.08 g=10.28 g
n(SrO)= =0.05 mol
解得:n[Sr(NO3)2] =0.04 mol
n[Sr(NO2)2] =0.01 mol
w[Sr(NO3)2] =×100%=82.49%(6分)
【解析】
试题分析:
Ⅰ.(1)硝酸锶不溶于浓硝酸,用浓硝酸洗涤能除去溶解的硝酸钙,还能减少其溶解损失;(2)
反应产物为氮气,3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O;(3)根据电子守恒确定N2H4 ~O2,其摩尔质量相同,即氧气的质量等于肼的质量;
Ⅱ.根据质量守恒得出关系式 n[Sr(NO3)2]×212 g·mol-1+ n[Sr(NO2)2]×180 g·mol-1=10.28 g
根据锶元素守恒得出关系式为n[Sr(NO3)2]+ n[Sr(NO2)2] ==0.05 mol,联立解答。
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