Question

6．以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Na⁺、Fe³⁺等雜質(zhì)）生產(chǎn)醫(yī)藥級二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.0%～103.0%）的主要流程如下：

（1）溶解操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O
除雜操作是加入Ca（OH）₂溶液，此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓．
（2）酸化操作中加入的試劑a是稀鹽酸，其目的是除去Ca（OH）₂雜質(zhì)
（3）酸化之后進(jìn)行的操作I是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥．
（4）測定樣品中Cl^-含量的方法是：
a．稱取 0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．從容量瓶中量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；用AgNO₃溶液與之反應(yīng)，消耗AgNO₃的物質(zhì)的量為1.00x10^-3mol時(shí)，25.00mL待測溶液中的Cl^-恰好沉淀完全．
①計(jì)算上述樣品中CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.0%．
②若用上述方法測定的樣品中CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因有樣品中存在少量的NaCl；少量的CaCl₂.2H₂O失水．

Answer 1

分析 工業(yè)碳酸鈣加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鈉等，加入氫氧化鈣溶液，以除去溶液中少量的Fe³⁺，然后在酸性條件下蒸發(fā)結(jié)晶可得到CaCl₂•2H₂O，
（1）碳酸鈣可以和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水以及二氧化碳；加入氫氧化鈣生成氫氧化鐵沉淀；
（2）加入過量鹽酸，可中和氫氧化鈣以及防止Ca²⁺在蒸發(fā)時(shí)發(fā)生水解；
（3）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥；
（4）①根據(jù)氯元素守恒，得到氯化鈣和硝酸銀之間的關(guān)系式：2Ag⁺～2Cl^-～CaCl₂•2H₂O，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可；
②樣品中存在少量的NaCl，根據(jù) n（AgCl）2n（CaCl₂.2H₂O）可知，CaCl₂.2H₂O的物質(zhì)的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導(dǎo)致分母變小，值偏大；

解答 解：工業(yè)碳酸鈣加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鈉等，加入氫氧化鈣溶液，以除去溶液中少量的Fe³⁺，然后在酸性條件下蒸發(fā)結(jié)晶可得到CaCl₂•2H₂O，
（1）碳酸鈣可以和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水以及二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
加入氫氧化鈣溶液Fe³⁺沉淀完全，形成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
故答案為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（2）因除去鐵離子需加入過量的氫氧化鈣，加入稀鹽酸，可中和氫氧化鈣以及防止Ca²⁺在蒸發(fā)時(shí)發(fā)生水解且不引入新的雜質(zhì)，
故答案為：稀鹽酸；除去Ca（OH）₂雜質(zhì)；
（3）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥；
（4）①設(shè)樣品中含CaCl₂•2H₂O為x mol．
由關(guān)系式：2Ag⁺～2Cl^-～CaCl₂•2H₂O
          2           1
       10^-3mol     $\frac{25}{250}$×x mol
解得x=5×10^-3mol
w（CaCl₂•2H₂O）=$\frac{5×10{\;}^{-3}mol×147g/mol}{0.7500g}$=98.0%，
故答案為：98.0%；
②樣品中存在少量的NaCl會(huì)導(dǎo)致CaCl₂.2H₂O的物質(zhì)的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導(dǎo)致分母變小，值偏大，
故答案為：樣品中存在少量的NaCl；少量的CaCl₂.2H₂O失水．

點(diǎn)評 本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力的考查，計(jì)算時(shí)注意關(guān)系式的利用，注意的是從250mL中取25mL，所以在計(jì)算時(shí)要注意這一點(diǎn)，難度中等．