Question

目前世界各國獲得鎂的主要來源從海水中提取，以下是提取鎂的過程中涉及到的幾種物質(zhì)常溫下的溶度積常數(shù)，根據(jù)你所學的知識回答下面的幾個問題：

物質(zhì)	CaCO3	MgCO3	Ca（OH）2	Mg（OH）2
溶度積	2.8×10-9	6.8×10-6	5.5×10-6	1.8×10-11

（1）在從海水中提取鎂時，往往用到貝殼（主要成分是CaCO₃），你認為

 

（填“能”或“不能”）通過將貝殼研磨成粉末直接投入海水里制備含鎂的沉淀，理由是

 

．如果不能直接投入，應將貝殼作何處理，試寫出化學方程式：

 

．（若第一個空格填“能”，此空格不填；若填“不能”，此空格只須第一步處理的化學反應方程式．）
（2）已知某地海水中的鎂離子的濃度為1.8×10^-3 mol?L^-1，則常溫下要使鎂離子產(chǎn)生沉淀，溶液pH最低應為

 

．
（3）實驗室中常用CaCO₃制CO₂，其產(chǎn)物之一的氯化鈣是應用廣泛的化學試劑，可作干燥劑、冷凍劑等．為了測定某氯化鈣樣品中鈣元素的含量，進行如下實驗：
（Ⅰ）準確稱取氯化鈣樣品0.2000g，放入燒杯中，加入適量6mol/L的鹽酸和適量蒸餾水使樣品完全溶解，再加入35mL 0.25mol/L （NH₄）₂C₂O₄溶液，水浴加熱，逐漸生成CaC₂O₄沉淀，經(jīng)檢驗，Ca²⁺已沉淀完全．
（Ⅱ）過濾并洗滌（ I）所得沉淀．
（Ⅲ）加入足量的10% H₂SO₄溶液和適量的蒸餾水，（II）中沉淀完全溶解，溶液呈酸性，加熱至75℃，趁熱逐滴加入0.05000mol/L KMnO₄溶液16.00mL，恰好完全反應．請回答：
已知滴定過程發(fā)生的反應為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（已配平）
①0.05000mol/L KMnO₄溶液標準溶液應置于

 

（選填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②滴定終點的現(xiàn)象為

 

．
③該氯化鈣樣品中鈣元素的質(zhì)量百分數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉化的本質(zhì),探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)貝殼（主要成分是CaCO₃）的溶解性分析；把CaCO₃轉化為CaO，CaO能與水反應生成堿；
（2）根據(jù)Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），結合已知離子濃度計算；
（3）①根據(jù)高錳酸鉀的性質(zhì)選擇滴定管；
②H₂C₂O₄溶液為無色，當高錳酸鉀過量時溶液為淺紫色；
③根據(jù)反應中各個物質(zhì)的量的關系：由高錳酸鉀求出草酸根離子，再求出鈣的量，最后求出鈣元素的質(zhì)量百分數(shù)．

解答： 解：（1）已知貝殼（主要成分是CaCO₃）的難溶于水，而且比MgCO₃還要難溶，所以將CaCO₃其直接投入海水中不能產(chǎn)生MgCO₃；把CaCO₃轉化為CaO，其反應方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，CaO能與水反應生成堿；
故答案為：不能；貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃，由于CaCO₃比MgCO₃還要難溶，所以將其直接投入海水中不能產(chǎn)生MgCO₃；CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；
（2）已知某地海水中的鎂離子的濃度為1.8×10^-3 mol?L^-1，則c²（OH^-）=

Ksp[Mg(OH)2]

c(Mg2+)

，c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-3

=1.0×10^-4 mol?L^-1，則c（H⁺）=1.0×10^-10 mol?L^-1，所以pH=10；
故答案為：10；
（3）①高錳酸鉀具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，所以要用酸式滴定管盛放，故答案為：酸式；
②H₂C₂O₄溶液為無色，將高錳酸鉀溶液滴加到草酸溶液中發(fā)生氧化還原反應，當高錳酸鉀稍過量時溶液變?yōu)闇\紫色，所以滴定終點的現(xiàn)象為溶液由無色變成紫色，且半分鐘內(nèi)不褪去，故答案為：溶液由無色變成紫色，且半分鐘內(nèi)不褪去；
③已知反應消耗的高錳酸鉀為n（MnO₄^-）=0.05000mol/L×0.01600L=8.000×10^-4mol，
    2MnO₄^{- _～}5H₂C₂O₄ ～5CaC₂O₄～5Ca²⁺
      2                       5
    8.000×10^-4mol             n（Ca²⁺）
則

2

8.000×10-4mol

=

5

n(Ca2+)

，所以n（Ca²⁺）=2.000×10^-3mol，m（Ca）=nM=2.000×10^-3mol×40g/mol=0.08000g，
所以該氯化鈣樣品中鈣元素的質(zhì)量百分數(shù)為：

0.08000g

0.2000g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點評：本題考查了溶度積常數(shù)的應用、中和滴定實驗、守恒法在計算中的應用等，題目計算量較大，側重考查學生分析問題的能力、解決問題的能力，題目難度中等．