Question

16．高純硝酸鍶[化學式：Sr（NO₃）₂]用于制造信號燈、光學玻璃等．
（1）工業(yè)級硝酸鍶中常含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質，其中硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸．請結合相關信息，補充完整提純硝酸鍶的下列實驗步驟：
①取含雜質的硝酸鍶樣品，向其中加入濃HNO₃，攪拌．
②過濾，并用濃HNO₃洗滌濾渣．
③將濾渣溶于水中，加略過量鉻酸使Ba²⁺沉淀，靜置后加入肼（N₂H₄）將過量鉻酸還原，調節(jié)pH=7～8，過濾．
④將濾液用硝酸調節(jié)pH=2～3，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌．
⑤將得到的Sr（NO₃）₂•2H₂O晶體在100℃條件下干燥，得到高純硝酸鍶．
（2）Sr（NO₃）₂受熱易分解，生成Sr（NO₂）₂和O₂；在500℃時Sr（NO₂）₂進一步分解生成SrO及氮氧化物．取一定質量含Sr（NO₂）₂的Sr（NO₃）₂樣品，加熱至完全分解，得到5.20g SrO固體和5.08g混合氣體．計算該樣品中Sr（NO₃）₂的質量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）利用信息“硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸”，可確定提純硝酸鍶的步驟：
①將樣品加入濃HNO₃中，攪拌；
②過濾，并用濃HNO₃洗滌濾渣，取濾渣（含有硝酸鍶、硝酸鋇）；
④將濾渣中的硝酸鋇沉淀分離除去；
⑤取濾液（含硝酸鍶），再通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌便可得到較純的硝酸鍶晶體；
（2）根據(jù)質量守恒定律計算樣品質量，根據(jù)Sr原子守恒、Sr（NO₂）₂的Sr（NO₃）₂的總質量列方程計算各自物質的量，進而計算樣品中Sr（NO₃）₂的質量分數(shù)．

解答 解：（1）利用信息“硝酸鈣可溶于濃硝酸，而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸”，可確定提純硝酸鍶的步驟：
①將樣品加入濃HNO₃中，攪拌；
②過濾，并用濃HNO₃洗滌濾渣，取濾渣（含有硝酸鍶、硝酸鋇）；
④將濾渣中的硝酸鋇沉淀分離除去；
⑤取濾液（含硝酸鍶），再通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌便可得到較純的硝酸鍶晶體，
故答案為：①向其中加入濃HNO₃；②過濾，并用濃HNO₃洗滌濾渣；④蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶；
（2）m（樣品）=5.20g+5.08g=10.28g
n（SrO）=$\frac{5.20g}{104g/mol}$=0.05mol
n[Sr（NO₃）₂]×212g•mol^-1+n[Sr（NO₂）₂]×180g•mol^-1=10.28g
n[Sr（NO₃）₂]+n[Sr（NO₂）₂]=0.05mol
解得n[Sr（NO₃）₂]=0.04mol、n[Sr（NO₂）₂]=0.01mol
故該樣品中Sr（NO₃）₂的質量分數(shù)為$\frac{0.04mol×212g/mol}{10.28g}$×100%=82.49%，
答：該樣品中Sr（NO₃）₂的質量分數(shù)為82.49%．

點評 本題考查化學實驗方案設計與混合物的計算等，是對學生綜合能力的考查，注意（2）中守恒法的應用．