Question

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，提纯流程如图：

已知：①“滤渣1”的成份为Ba(NO₃)₂、Sr(NO₃)₂；②铬酸（H₂CrO₄）为二元弱酸

（1）用铬酸(H₂CrO₄)“沉钡”，是工业上常用的方法。H₂CrO₄中Cr元素的化合价为__，其在水中的电离方程式为___。

（2）“酸浸”不能采用高温的原因是__，“滤液1”的主要溶质是__（写化学式）。

（3）相对于水洗，用浓HNO₃洗涤的优点是__。

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

（5）已知Cr(OH)₃类似氢氧化铝，还原后溶液的pH不能大于8的原因是（用离子方程式说明理由）__。

Answer

+6 H2CrO4H++HCrO4-，HCrO4-H++CrO42- 避免HNO3挥发和分解，减少环境污染 Ca(NO3)2 减少Sr(NO3)2溶解导致的损失 4H2CrO4＋3N2H4＋12H＋＝4Cr3＋＋3N2↑＋16H2O Cr(OH)3＋OH−＝CrO2−＋2H2O

【解析】

取含杂质的硝酸锶样品，向其中加入浓HNO3溶解，搅拌，过滤，“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，并用浓HNO3洗涤滤渣，减少Sr(NO3)2溶解，进一步洗掉附着的Ca(NO3)2，将滤渣1溶于水中，加过量铬酸使Ba2＋沉淀，“滤渣2”的主要成分为BaCrO4，“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3＋，调节pH至7～8，Cr3＋使转化为Cr(OH)3沉淀，过滤分离，将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得产品，以此解答该题。

(1)H2CrO4中H元素为+1价，O元素为-2价，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，Cr元素的化合价为+6价，因为H2CrO4为二元弱酸，其在水中的电离方程式为H2CrO4H++HCrO4-，HCrO4-H++CrO42-；故答案为：+6；H2CrO4H++HCrO4-，HCrO4-H++CrO42-；

(2)“酸浸”不能采用高温的原因是：避免HNO3挥发和分解，减少环境污染，由分析可知“滤液1”的主要溶质是Ca(NO3)2；故答案为：避免HNO3挥发和分解，减少环境污染；Ca(NO3)2；

(3)用浓HNO3洗涤可以减少Sr(NO3)2溶解导致的损失；故答案为：减少Sr(NO3)2溶解导致的损失；

(4)H2CrO4被N2H4还原为Cr3＋，同时放出无污染的气体为氮气，反应离子方程式为：4H2CrO4＋3N2H4＋12H＋＝4Cr3＋＋3N2↑＋16H2O；故答案为：4H2CrO4＋3N2H4＋12H＋＝4Cr3＋＋3N2↑＋16H2O；

(5)已知Cr(OH)3类似Al(OH)3，还原后溶液的pH不能大于8，避免Cr(OH)3在碱性溶液中发生Cr(OH)3＋OH−＝CrO2−＋2H2O而溶解；故答案为：Cr(OH)3＋OH−＝CrO2−＋2H2O。