Question

某化学兴趣小组以工业碳酸钙（含少量Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等杂质）生产二水合氯化钙晶体（CaCl₂?2H₂O）的操作流程为：

（1）CaCO₃与盐酸反应的离子方程式______．
（2）加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0-8.5，此时Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全，则滤渣主要成分的化学式为______，若用氢氧化钠溶液除杂则产品中可能混有的物质为______．
（3）酸化时加盐酸将溶液的pH调节到4.0左右，其主要目的是______．
（4）操作Ⅰ中应包括①蒸发浓缩②冷却结晶③过滤④______⑤______等实验步骤．
（5）为测定样品中CaCl₂?2H₂O的含量，称取7.350g样品配成200.0mL溶液，与205.0mL0.5000mol/LAgNO₃溶液恰好完全反应．
①样品中CaCl₂?2H₂O的质量分数为______．
②若计算出结果有明显偏差，你认为在操作Ⅰ的五个步骤中由______引起的（填序号），理由是______．

Answer 1

解：（1）碳酸钙与盐酸的反应的方程式：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0-8.5，此时Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全，形成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，此时二氧化硅也不会发生反应，若用氢氧化钠溶液除杂，则氢氧化钠会和盐酸反应生成氯化钠，作为杂质混入产品中，故答案为：Al（OH）₃、SiO₂、Fe（OH）₃；NaCl；
（3）酸化时加盐酸将溶液的pH调节到4.0左右，可以将沉淀铁离子以及铝离子而加入的氢氧化钙中和，故答案为：除去过量的氢氧化钙；
（4）氯化钙溶液获得氯化钙晶体的方法：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，故答案为：洗涤；干燥；
（5）①氯化钙溶液和硝酸银反应的实质是氯离子和银离子之间的反应，根据氯元素守恒，即CaCl₂～2AgNO₃，设和硝酸银反应的氯化钙的物质的量是x，
CaCl₂ ～2AgNO₃～2AgCl
1 2
x 0.205L×0.5000mol/L

解得x=0.05125mol，样品中CaCl₂?2H₂O的质量分数为×100%=102.5%，故答案为：102.5%；
②对氯化钙晶体加热使之失去结晶水操作中，干燥温度过高时CaCl₂?2H₂O 晶体失去部分结晶水，会给实验带来误差，故答案为：⑤；干燥温度过高时CaCl₂?2H₂O 晶体失去部分结晶水．
分析：（1）碳酸钙可以和盐酸发生反应生成氯化钙、水以及二氧化碳；
（2）根据铝盐、铁盐以及二氧化硅的性质来进行回答；
（3）盐酸可以和氢氧化钙发生反应；
（4）氯化钙溶液获得氯化钙晶体的方法：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥；
（5）①根据氯元素守恒，得到氯化钙和硝酸银之间的关系式：CaCl₂～2AgNO₃，代入数据计算即可；
②根据可能会引起实验误差的情况来回答．
点评：本题是一道有关实验方案设计和物质的分离和提纯知识的综合考查题，综合性强，难度大．