题目内容

20．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洗涤滤渣的目的是除去杂质减少硝酸锶的溶解损失．
（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3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O ．
（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800g．
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5.20g SrO固体和5.08g混合气体．计算该样品中Sr（NO3）2的质量分数（写出计算过程）82.49%（精确到0.01）．

分析 Ⅰ．硝酸锶中含有硝酸钙、硝酸钡等杂质，因硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸，则①可先加入浓硝酸，溶解硝酸钙，②过滤后③再加入过量铬酸使Ba2+沉淀，④过滤后蒸发、浓缩溶液可得硝酸锶．
（1）硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸，步骤②用浓HNO3洗涤滤渣除去杂质减少硝酸锶的溶解损失；
（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为氮气，根据得失电子守恒和原子守恒书写离子方程式；
（3）肼除氧的反应物是肼和氧气，氧化产物为氢和氧结合成的水，根据质量守恒定律可知生成物还有氮气，据此书写方程式，并据方程式计算需要肼的质量；
Ⅱ．根据质量守恒定律列式计算，m（样品）=5.20 g+5.08 g=10.28 g，结合物质的质量n=$\frac{m}{M}$计算．

解答 解：I．（1）硝酸锶中含有硝酸钙、硝酸钡等杂质，因硝酸钙可溶于浓硝酸，而硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸，则可先加入浓硝酸，溶解硝酸钙，过滤后再加入过量铬酸使Ba2+沉淀，过滤后蒸发、浓缩溶液可得硝酸锶，则先加入浓硝酸，用过滤的方法可除去硝酸钙，步骤②用浓HNO3洗涤滤渣，除去杂质减少硝酸锶的溶解损失，
故答案为：除去杂质减少硝酸锶的溶解损失（2 分）
（2）步骤③中肼（N2H4）将过量铬酸（CrO3）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：3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O，
故答案为：3N2H4+4CrO3+12H+=3N2↑+4Cr3++12H2O；
（3）肼除氧的反应物是肼和氧气，氧化产物为氢和氧结合成的水，根据质量守恒定律可知生成物还有氮气，再根据观察法配平，所以方程式是：N2H4+O2=N2+2H2O，除去100L锅炉水（含氧气8g/L）的溶解氧，氧气的物质的量为n=$\frac{100L×8g/L}{32g/mol}$=25mol，根据方程式可知消耗肼的物质的量为25mol，质量为m=nM=25mol×32g/mol=800g，
故答案为：800g；
II．m（样品）=5.20 g+5.08 g=10.28 g，
n（SrO）=$\frac{5.20g}{104g/mol}$=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]=0.05 mol，
解得：n[Sr（NO3）2]=0.04 mol，
n[Sr（NO2）2]=0.01 mol，
w[Sr（NO3）2]=$\frac{0.04mol×212g/mol}{10.28g}$×100%=82.49%，
故答案为：82.49%．

点评 本题考查物质的分离、提纯的综合操作，涉及学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，为高频考点，注意把握实验的原理和操作，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．下列物质中，属于离子化合物的是（　　）
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11．关于氯气的叙述正确的是（　　）
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B．氯气能够杀菌，常用于居室消毒
C．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
D．把集气瓶小心地放在鼻孔下直接闻氯气的气味
8．某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价代数和为4，下列叙述不正确的是（　　）
A．R的气态氢化物为H2RB．R的最高价氧化物的水化物为H2RO4
C．R一定是第IVA族元素D．R的最高价氧化物为RO3
15．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是（　　）
A．K 层B．L层C．M 层D．N层
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12．有关蔗糖与浓硫酸的反应，下列说法错误的有（　　）
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C．“血液透析”利用了胶体的性质
D．葡萄中的花青素在碱性环境下显蓝色，故可用苏打粉检验假红酒
10．下列由实验现象得出的结论一定正确的是（　　）
操作及现象结论
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D将氢气还原氧化铜所得的红色固体加入足量稀硝酸中，溶液变为蓝色反应为：3Cu+2NO${\;}_{3}^{-}$+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
A．AB．BC．CD．D

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