Question

【题目】高纯硝酸锶[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CrO3使Ba2+沉淀，静置后加入肼(N2H4)将过量CrO3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中肼将CrO3还原为Cr3+，同时产生一种无色无味的气体，该反应的离子方程式为_____________。

（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，现欲除去100L锅炉水中的溶解氧(含氧气8.8mg/L)，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。

（4）取一定质量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2样品，加热至完全分解，得到7.28gSrO固体和6.92g混合气体。计算该样品中Sr(NO3)2的质量分数__________(写出计算过程，计算结果精确到0.01%)。

Answer 1

【答案】 除去杂质Ca(NO3)2,减少硝酸锶的溶解损失 3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O 0.88g 74.65%

【解析】试题分析：本题考查物质的分离提纯，离子方程式的书写，氧化还原反应的计算和混合物的计算。

I（1）根据题意：硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸。步骤①中加入浓HNO3，硝酸钙溶解，硝酸锶、硝酸钡不溶；步骤②过滤除去硝酸钙，滤渣为硝酸锶和硝酸钡的混合物，用浓硝酸洗涤滤渣的目的是：洗涤除去Ca（NO3）2，减少硝酸锶的溶解损失。

（2）肼将CrO3还原为Cr3+，同时产生一种无色无味的气体，说明N2H4被氧化成N2，写出反应：N2H4+CrO3→N2↑+Cr3+，反应中N元素的化合价的变化为：-2价→0价，Cr元素的化合价的变化为：+6价→+3价，根据得失电子守恒配平：3N2H4+4CrO3→3N2↑+4Cr3+，结合原子守恒、电荷守恒，写出离子方程式为：3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O。

（3）肼中N元素的化合价为-2价，肼具有很好的还原性，且氧化产物无污染，则氧化产物为N2，根据得失电子守恒，4n（N2H4）=4n（O2）=4，n（N2H4）=0.0275mol，m（N2H4）=0.0275mol32g/mol=0.88g。

II（4）根据质量守恒定律，m（样品）=m（SrO）+m（混合气体）=7.28g+6.92g=14.2g。180g/moln[Sr（NO2）2]+212g/moln[Sr（NO3）2]=14.2g，根据Sr守恒，n[Sr（NO2）2]+n[Sr（NO3）2]= ，联立两式解得n[Sr（NO2）2]=0.02mol，n[Sr（NO3）2]=0.05mol，则Sr(NO3)2的质量为0.05mol212g/mol=10.6g，Sr(NO3)2的质量分数为100%=74.65%。