Question

【題目】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：

回答下列問(wèn)題：

（1）在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是將Fe2+氧化為Fe3+ ，其離子方程式________________________，還可使用雙氧水代替硝酸，其優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________。

（2）沉淀B的主要成分是_____、_______，往沉淀B中加入足量氫氧化鈉溶液，現(xiàn)象是_________，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

（3）加氨水過(guò)程需控制溶液的pH值，如何用pH試紙測(cè)定溶液的pH值___________。

（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2+8H2O。實(shí)驗(yàn)中稱(chēng)取0.800 g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.100 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。

Answer 1

【答案】3Fe2+ + 4H+ + NO3－=3 Fe3+ + NO↑+2H2O產(chǎn)物為水，無(wú)污染Fe(OH)3Al(OH)3沉淀部分溶解Al(OH)3+OH-=AlO2－+2H2O把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒醮待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來(lái)確定溶液的pH(答蘸、滴、比、讀也可以)45.0%

【解析】

水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物，加入氯化銨、鹽酸和硝酸，由于二氧化硅與酸不反應(yīng)，則得到的沉淀A為SiO2，濾液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+等離子，加入氨水調(diào)節(jié)pH4-5，可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，加熱的目的是防止生成膠體而難以分離，濾液中主要含有Ca2+，加入草酸銨可生成草酸鈣沉淀，加入硫酸用高錳酸鉀測(cè)定，發(fā)生5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4，根據(jù)高錳酸鉀的量可計(jì)算含量，以此解答該題。

(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是將Fe2+氧化為Fe3+ ，其離子方程式為3Fe2+ + 4H+ + NO3－=3 Fe3+ + NO↑+2H2O，還可使用雙氧水代替硝酸，雙氧水的還原產(chǎn)物為水，不會(huì)污染環(huán)境，故答案為：3Fe2+ + 4H+ + NO3－=3 Fe3+ + NO↑+2H2O；產(chǎn)物為水，無(wú)污染；

(2)根據(jù)上述分析，沉淀B的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，往沉淀B中加入足量氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁被氫氧化鈉溶液溶解，氫氧化鐵不溶，現(xiàn)象為沉淀部分溶解，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-+=AlO2－+H2O，故答案為：Fe(OH)3；Al(OH)3；沉淀部分溶解；Al(OH)3+OH-=AlO2－+2H2O；

(3)加氨水過(guò)程需控制溶液的pH值，用pH試紙測(cè)定溶液的pH值的操作為：把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用醮有待測(cè)溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來(lái)確定溶液的pH，可以簡(jiǎn)單記為蘸、滴、比、讀，故答案為：把一小塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒醮待測(cè)溶液點(diǎn)在試紙的中部，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來(lái)確定溶液的pH；

(4)反應(yīng)的關(guān)系式為5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4，n(KMnO4)=0.0500mol/L×36.00mL=1.80mmol，n(Ca2+)=4.50mmol，水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=45.0%，故答案為：45.0%。