Question

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）。

Answer

除去杂质减少硝酸锶的溶解损失 3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O 800g m(样品)= 5.20 g+5.08 g=10.28 g n(SrO)= =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 (1分) n[Sr(NO2)2] =0.01 mol (1分)

w[Sr(NO3)2] = ×100%=82.49% (2 分)

【解析】（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，达到 除去杂质减少硝酸锶的溶解损失的目的；

（2）肼（N2H4）将过量铬酸（CrO3）还原为Cr3+，同时产生N2，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒得此反应的离子方程式3N2H4 + 4CrO3+12H+=3N2↑+ 4Cr3++12H2O；

（3）肼除氧的反应物是肼和氧气，因为氧化产物无污染所以是氢和氧结合成的水，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；需要溶解的氧的物质的量为=25mol，则需要肼的质量为25mol×32g/mol=800g；

Ⅱ．m（样品）=5.20 g+5.08 g=10.28 g，
n（SrO）==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，
ω[Sr（NO3）2]= ×100%=82.49%。