Question

水泥是一種重要的建筑材料，水泥的強度是評價水泥質(zhì)量的重要指標，它與水泥中CaO的含量有著良好的相關(guān)性，因此在特殊情況下可以通過測定其中Ca0的含量預測水泥的強度．為測量某品牌水泥中氧化鈣的含量，進行如下實驗：
步驟1：熔樣：準確稱取0.3000g試樣置于坩堝中，高溫灼燒5分鐘后，冷卻并研碎，加入2.000g無水碳酸鈉混勻后，再高溫灼燒10分鐘．
步驟2：酸溶：取冷卻后的燒結(jié)塊，加入40mL水后，再加入l0mL稀鹽酸和3滴稀硝酸．
步驟3：除雜：在酸溶后所得溶液中慢慢滴加稀氨水使其中的Fe³⁺、Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾．
步驟4：沉淀：在濾液中加入草酸銨溶液，加熱煮沸后，邊攪拌邊滴加氨水至弱堿性，靜置．
步驟5：溶解：將生成的草酸鈣（ CaC₂O₄）沉淀加入到稀硫酸中，加熱并攪拌使其完全溶解．
步驟6：滴定：用0.1000mol?L^-1的KMnO₄溶液進行滴定至微紅色出現(xiàn)并保持30s不消失，共用去KMnO₄溶液13.000mL．反應(yīng)的化學方程式為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5CO₂↑+8H₂O
（1）寫出步驟3中Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀的離子方程式：

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

；
（2）已知室溫下Al（OH）₃的K_sp=1.0×10^-33，欲使溶液中c（Al³⁺）≤l．0xl0^-6mol?L^-1，pH≥

5

；
（3）通過計算確定該試樣中氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)稀氨水能與Al³⁺反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和銨根離子；
（2）根據(jù)Al（OH）₃的K_sp=1.0×10^-33，欲使溶液中c（Al³⁺）≤l．0xl0^-6mol?L^-1，則C（OH-）≥

3	Ksp c(Al3+)

，再根據(jù)水的離子積常數(shù)求出c（H⁺），最后求出PH．
（3）根據(jù)關(guān)系式：5CaO～5CaC₂O₄～2KMnO₄計算出該試樣中氧化鈣的質(zhì)量，然后求出質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）稀氨水能與Al³⁺反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和銨根離子：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）欲使溶液中c（Al³⁺）≤l．0×l0^-6mol?L^-1，C（OH^-）≥

3	Ksp c(Al3+)

=

3	1.0×10 -33 l．0×l0 -6

=l．0×l0^-9mol?L^-1，
c（H⁺）≥

1×10-14

1×10 -9

mol?L^-1=l．0×l0^-5mol?L^-1，所以pH≥5，故答案為：5．
（3）5CaO～5CaC₂O₄～2KMnO₄
        5×56g                  2mol
        m（CaO）               0.1000mol?L^-1×0.013L 
   

5×56g

m(CaO)

=

2mol

0.1000mol?L-1×0.013L

解得：m（CaO）=0.182g，氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)為：

0.182g

0.3000g

×100%=60.7%，故答案為：氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)為60.7%．

點評：本題主要考查了PH的計算以及根據(jù)化學方程式建立關(guān)系式進行計算，掌握計算的方法是解題的關(guān)鍵．