Question

【題目】高純硝酸鍶[Sr(NO3)2]可用于制作紅色煙火、光學(xué)玻璃、電子管陰極材料等。由工業(yè)級硝酸鍶(含有硝酸鋇、硝酸鈣等雜質(zhì))提取高純硝酸鍶的流程如下:

（1）濾液1中的主要溶質(zhì)是___________(填化學(xué)式)。

（2）相對于水洗，濾渣1用濃硝酸洗滌的優(yōu)點(diǎn)是________________________________。

（3）濾液2中過量的鉻酸洗液被N2H4還原產(chǎn)生Cr3+和一種不污染環(huán)境的氣體。該反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。

（4）濾渣3的主要成分是_____(填化學(xué)式)；濾液3中c(Cr3+)=_____mol/L(常溫下Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31)。

（5）操作X為_____________；Sr(NO3)2·nH2O轉(zhuǎn)化為高純硝酸鍶的過程溫度要控制在100℃，目的是_________________。

（6）為測定Sr(NO3)2·nH2O的數(shù)值n，將7.44g Sr(NO3)2·nH2O晶體在100℃加熱至恒重為6.36g的高純硝酸鍶。計(jì)算得n=______(M[Sr(NO3)2]=212g/mol)。

Answer 1

【答案】 Ca(NO3)2 HNO3 降低Sr(NO3)2(或硝酸鹽)的溶解度，減少損失 2Cr2O72-+3N2H4+16H+==4Cr3++3N2↑+14H2O Cr(OH)3 6.3×10-13 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌或結(jié)晶、過濾、洗滌 防止Sr(NO3)2分解 2

【解析】試題分析：本題以硝酸鍶的提純?yōu)橐劳校�主要考查方程式的書寫、溶度積的計(jì)算、晶體的制備方法等基礎(chǔ)知識，考查考生對工業(yè)流程的綜合分析能力、運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力和計(jì)算能力。

（1）流程中Sr元素一直存在于被處理的物質(zhì)中，且Ba元素在用過量的鉻酸洗液處理時(shí)才生成鋇的化合物沉淀，所以工業(yè)級Sr(NO3)2第一步用濃硝酸處理時(shí)，Ca(NO3)2溶解在濃硝酸中，而Sr(NO3)2和Ba(NO3)2則沉淀在濃硝酸中。答案：Ca(NO3)2、HNO3。（2）濾渣1需要洗滌的是固體表面濃硝酸中的Ca(NO3)2，而Sr(NO3)2和Ba(NO3)2易溶于水難溶于濃硝酸，因此水洗容易造成Sr(NO3)2的損失。正確答案：降低Sr(NO3)2溶解度，減少損失。（3）濾渣1經(jīng)過濃硝酸洗滌除去殘留中的Ca(NO3)2后，加水溶解后得到Sr(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液(含有少量HNO3)，再加過量鉻酸洗液“沉鋇”并分離后，濾液中主要含有Sr(NO3)2和過量的鉻酸。因此，濾液2中過量的鉻酸洗液被N2H4還原產(chǎn)生Cr3+和一種不污染環(huán)境的氣體，這種氣體是N2H4被Cr2O72-氧化生成的N2，由此得到該反應(yīng)為：Cr2O72-+N2H4→Cr3++N2，注意到反應(yīng)前溶液呈酸性，配平之后的反應(yīng)為：2Cr2O72-+3N2H4+16H+=4Cr3++3N2↑+14H2O。正確答案：2Cr2O72-+3N2H4+16H+=4Cr3++3N2↑+14H2O。（4）調(diào)節(jié)溶液的pH后除去沉淀可以得到Sr(NO3)2，因此該過程中生成Cr(OH)3沉淀。，解得。正確答案：Cr(OH)3 、6.3ｘ10-13。（5）得到的純凈的Sr(NO3)2溶液后，由該溶液制取硝酸鍶晶體首先需要蒸發(fā)濃縮，但是為了防止硝酸鍶水解，需要先加入濃硝酸，然后再冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥即可得到所需晶體。同時(shí)由于硝酸鹽的不穩(wěn)定性，加熱過程中溫度不宜過高，以防止硝酸鍶分解。正確答案：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌；防止Sr(NO3)2分解。（6）Sr(NO3)2·nH2OSr(NO3)2+nH2O。既晶體的物質(zhì)的量與無水硝酸鍶的物質(zhì)的量相等，所以，解得n=2。正確答案：2。