Question

15．金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有7%（质量分数）的CaO．
（1）配平其脱氧的化学方程式：P+FeO+CaO-Ca₃（PO₄）₂+Fe
（2）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M（OH）n，白色絮状最终变成红褐色的化学方程式为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（3）取1.6g钙线试样，与水充分反应，生成448mLH₂（标准状况），再向溶液中通入适量的CO₂，最多能得到CaCO₃2.2g（要有计算过程）．

Answer 1

分析 （1）反应中P磷元素的化合价由0价升高为+5价，总共升高10价，铁元素化合价由+2价降低为0价，总共降低2价，化合价升高最小公倍数为10，据此配平；
（2）氢氧化亚铁与氧气反应生成氢氧化铁；
（3）钙与水反应生成氢氧化钙与氢气，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氢气的物质的量，根据电子转移守恒计算Ca的物质的量，根据氧化钙的质量分数计算氧化钙的质量，计算氧化钙的物质的量，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，根据钙元素守恒可知生成的n（CaCO₃）=n（Ca）+n（CaO），再根据m=nM计算碳酸钙的质量．

解答 解：（1）反应中P磷元素的化合价由0价升高为+5价，总共升高10价，铁元素化合价由+2价降低为0价，总共降低2价，化合价升高最小公倍数为10，故Ca₃（PO₄）₂系数为1，FeO的系数为5，P系数为2，CaO的系数为3，Fe的系数为5，故配平后方程式为2P+5FeO+3CaO=Ca₃（PO₄）₂+5Fe，
故答案为：2、5、3、1、5；
（2）氢氧化亚铁与氧气反应生成氢氧化铁，反应的化学方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）448mlH₂的物质的量为$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，钙与水反应生成氢氧化钙与氢气，根据电子转移守恒可知，Ca的物质的量为$\frac{0.02mol×2}{2}$=0.02mol，样品中CaO质量分数为7%，故氧化钙的质量为1.6g×7%=0.112g，故氧化钙的物质的量为$\frac{0.112g}{56g/mol}$=0.002mol，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，根据钙元素守恒可知生成的n（CaCO₃）=n（Ca）+n（CaO）=0.02mol+0.002mol=0.022mol，碳酸钙的质量为0.022mol×100g/mol=2.2g，故答案为：2.2．

点评 本题考查结构与位置关系、常用化学用语书写、氧化还原反应、化学计算等，题目综合性较大，难度中等，（3）中注意利用守恒进行计算．