[题目]高纯硝酸锶[Sr(NO3)2]可用于制造信号灯.光学玻璃等.工业级硝酸锶含硝酸钙.硝酸钡等杂质.提纯流程如下:已知:①“滤液1 的主要溶质是Ca(NO3)2,“滤渣1 的成分为Ba(NO3)2.Sr(NO3)2,“滤渣2 的主要成分为 BaCrO4(杂质不与硝酸反应).②铬酸(H2CrO4)为弱酸.(1)“酸浸不能采用高温的原因是 .(2)相对� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】高纯硝酸锶[Sr(NO3)2]可用于制造信号灯、光学玻璃等。工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂质，提纯流程如下：

已知：①“滤液1”的主要溶质是Ca(NO3)2；“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2；“滤渣2”的主要成分为 BaCrO4(杂质不与硝酸反应)。②铬酸(H2CrO4)为弱酸。

（1）“酸浸”不能采用高温的原因是_________________________________。

（2）相对于水洗，用浓HNO3洗涤的优点是_________________________________。

（3）“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+，同时放出无污染的气体，写出反应的离子方程式_______________________________________________________。

（4）在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH－(aq)，常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10－32，当c(Cr3+)降至1.0×10－5mol/L，认为Cr3+已经完全沉淀。现将还原后溶液的pH值调至4，此时Cr3+是否沉淀完全?______________________(列式计算)。

（5）已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，还原后溶液的pH不能大于8的原因是：___________。(结合离子方程式说明理由)。

（6）为了测定“滤渣2”中 BaCrO4的含量，进行以下实验：

①判断Ba2+完全沉淀的方法：____________________________________________。

②“滤渣2”中BaCO4的质量分数为______________________(用代数式表示)。

【答案】避免浓HNO3挥发和分解减少Sr(NO3)2溶解而造成损失 4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2+16H2O c(OH-)=10-10mol/L时，c(Cr3+)=1.0×10-32/(1.0×10-10)3=1.0×10-2mol/L>1.0×10-5mol/L，此时Cr3+不能沉淀完全 pH大于8时Cr(OH)3会溶解，Cr(OH)3+ OH-=CrO2-+2H2O 静置，向上层清液中继续滴加Na2SO4溶液，上层清液中无白色沉淀生成 ×100%

【解析】

（1）HNO3易挥发和分解；

（2）硝酸锶在浓HNO3中比在水中溶解度小；

（3）H2CrO4被N2H4还原为Cr3+，同时放出无污染的气体为N2，根据氧化还原反应方程式的配平；

（4）根据Ksp[Cr(OH)3]= c(Cr3+) c3(OH-)=1.0×10－32，c(OH-)=10-10mol/L时，c(Cr3+)=1.0×10-32/(1.0×10-10)3=1.0×10-2mol/L>1.0×10-5mol/L，此时Cr3+不能沉淀完全；

（5）已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，Cr(OH)3在碱性溶液中会发生Cr(OH)3+ OH-=CrO2-+2H2O而溶解；

（6）①根据硫酸钠和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸进行分析；
②根据硫酸钡的质量和“滤渣2”的质量进行计算。

（1）HNO3易挥发和分解，“酸浸”不能采用高温的原因是避免HNO3挥发和分解；

故答案为：避免HNO3挥发和分解；

（2）根据同离子效应，相对于水洗，硝酸锶在浓HNO3中比在水中溶解度小，用浓HNO3洗涤的优点是减少硝酸锶(或“产品”)溶解损失；

故答案为：减少Sr(NO3)2溶解而造成损失；

（3）“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+，Cr的化合价变化（+6→+3），则N的化合价升高，同时产生一种无色无味的气体，为氮气，N的化合价变化（-2→0），转移电子最小公倍数为：12，根据得失电子守恒和原子守恒，离子方程式为：4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2+16H2O；

故答案为：4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2+16H2O；

（4）根据Ksp[Cr(OH)3]= c(Cr3+) c3(OH-)=1.0×10－32，c(OH-)=10-10mol/L时，c(Cr3+)=1.0×10-32/(1.0×10-10)3=1.0×10-2mol/L>1.0×10-5mol/L，此时Cr3+不能沉淀完全；

故答案为：c(OH-)=10-10mol/L时，c(Cr3+)=1.0×10-32/(1.0×10-10)3=1.0×10-2mol/L>1.0×10-5mol/L，此时Cr3+不能沉淀完全；

（5）已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，Cr(OH)3在碱性溶液中会发生Cr(OH)3+ OH-=CrO2-+2H2O而溶解，所以还原后溶液的pH不能大于8；

故答案为：pH大于8时Cr(OH)3会溶解，Cr(OH)3+ OH-=CrO2-+2H2O；

（6）①硝酸钡液和Na2SO4溶液反应生成硫酸钡和氯化钠，所以判断Ba2+完全沉淀的方法是：静置，向上层清液中继续滴加Na2SO4溶液，上层清液中无白色沉淀生成；

②设“滤渣2”中BaCrO4的质量为x，

BaCrO4~~~BaSO4

253 233

X ng×5
=，解得x=g
所以“滤渣2”中BaCO4的质量分数为:×100%=×100%。

故答案为：静置，向上层清液中继续滴加Na2SO4溶液，上层清液中无白色沉淀生成；×100%。

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