Question

茶是我國人民喜愛的飲品．我市某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素．
【查閱部分資料】草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]屬于弱電解質．草酸鈣（CaC₂O₄）難溶于水．Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH為Ca（OH）₂：pH≥13；Al（OH）₃：pH≥5.5；Fe（OH）₃：pH≥4.1．

請根據(jù)上述過程及信息填空：
（1）步驟②加鹽酸的作用是

 

．
（2）寫出檢驗Ca²⁺的離子方程式

 

．
（3）寫出沉淀C所含主要物質的化學式

 

．
（4）寫出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式

 

．
（5）步驟⑨的作用是

 

，猜測步驟⑩的目的是

 

．
（6）稱取400g茶葉樣品灼燒得灰粉后，加入過量鹽酸后過濾，將所得濾液加入過量的（NH₄）₂C₂O₄溶液，再過濾、洗滌、干燥、稱量得到5.12g沉淀，原茶葉中鈣元素的質量分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗設計題

分析：茶葉經灼燒，茶葉灰中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素，加入鹽酸后可生成可溶性的氯化物，經過濾后，在濾液中加入氨水調節(jié)pH6～7，加熱至沸30min，經過濾得到的沉淀C為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，濾液為氯化鈣溶液，加入草酸銨后可得草酸鈣沉淀，在濾液中加入鹽酸后分為兩份，加入試劑A，溶液變成紅色，則A應為KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液調pH至4，可得到氫氧化鐵沉淀，濁液靜置分層后上層清液為氯化鋁溶液，加入試劑B可檢驗鋁離子，生成紅色絡合物，以此進行解答．

解答： 解：茶葉經灼燒，茶葉灰中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素，加入鹽酸后可生成可溶性的氯化物，經過濾后，在濾液中加入氨水調節(jié)pH6～7，加熱至沸30min，經過濾得到的沉淀C為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，濾液為氯化鈣溶液，加入草酸銨后可得草酸鈣沉淀，在濾液中加入鹽酸后分為兩份，加入試劑A，溶液變成紅色，則A應為KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液調pH至4，可得到氫氧化鐵沉淀，濁液靜置分層后上層清液為氯化鋁溶液，加入試劑B可檢驗鋁離子，生成紅色絡合物，
（1）由上述分析可知，向茶葉灰分中加鹽酸的作用是將其中的Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺溶解，
故答案為：使Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺等離子溶解；
（2）⑤過濾后所得濾液中含Ca²⁺，檢驗Ca²⁺的離子方程式為：Ca²⁺+（NH₄）₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH₄⁺，
故答案為：Ca²⁺+（NH₄）₂C₂O₄=CaC₂O₄↓+2NH₄⁺；
（3）步驟④在pH為6-7時加熱30 min，可使Al³⁺、Fe³⁺轉化成沉淀，即沉淀C為Al（OH）₃和Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；
（4）步驟⑧是檢驗Fe³⁺，可加入KSCN 或NH₄SCN進行檢驗，溶液變紅色，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）步驟⑨將pH值調節(jié)至4～5，此時鋁離子沒有沉淀而鐵離子沉淀完全，步驟⑩分離后用玫瑰紅物質可檢驗Al元素的存在，
故答案為：使Fe³⁺轉化為Fe（OH）₃沉淀；檢驗Al³⁺（或鋁元素）存在．
（6）5.12g沉淀為CaC₂O₄，含Ca元素的質量為5.12g×

40

128

×100%=1.6g，則原茶葉中鈣元素的質量分數(shù)為

1.6g

400g

×100%=0.4%，故答案為：0.4%．

點評：本題考查了物質性質和組成的實驗探究實驗分析判斷，側重于學生的分析和實驗能力的考查，為高考常見題型，流程中的試劑特征和反應現(xiàn)象是解題關鍵，題目難度中等．