Question

某化學(xué)興趣小組以工業(yè)碳酸鈣（含少量Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)）生產(chǎn)二水合氯化鈣晶體（CaCl₂?2H₂O）的操作流程為：

（1）CaCO₃與鹽酸反應(yīng)的離子方程式

CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O

．
（2）加入氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為8.0-8.5，此時(shí)Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全，則濾渣主要成分的化學(xué)式為

Al（OH）₃、SiO₂、Fe（OH）₃

，若用氫氧化鈉溶液除雜則產(chǎn)品中可能混有的物質(zhì)為

NaCl

．
（3）酸化時(shí)加鹽酸將溶液的pH調(diào)節(jié)到4.0左右，其主要目的是

除去過(guò)量的氫氧化鈣

．
（4）操作Ⅰ中應(yīng)包括①蒸發(fā)濃縮②冷卻結(jié)晶③過(guò)濾④

洗滌

⑤

干燥

等實(shí)驗(yàn)步驟．
（5）為測(cè)定樣品中CaCl₂?2H₂O的含量，稱(chēng)取7.350g樣品配成200.0mL溶液，與205.0mL0.5000mol/LAgNO₃溶液恰好完全反應(yīng)．
①樣品中CaCl₂?2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

102.5%

．
②若計(jì)算出結(jié)果有明顯偏差，你認(rèn)為在操作Ⅰ的五個(gè)步驟中由

⑤

引起的（填序號(hào)），理由是

干燥溫度過(guò)高時(shí)CaCl₂?2H₂O晶體失去部分結(jié)晶水

．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈣可以和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水以及二氧化碳；
（2）根據(jù)鋁鹽、鐵鹽以及二氧化硅的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行回答；
（3）鹽酸可以和氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)；
（4）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥；
（5）①根據(jù)氯元素守恒，得到氯化鈣和硝酸銀之間的關(guān)系式：CaCl₂～2AgNO₃，代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可；
②根據(jù)可能會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差的情況來(lái)回答．

解答：解：（1）碳酸鈣與鹽酸的反應(yīng)的方程式：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）加入氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為8.0-8.5，此時(shí)Al³⁺、Fe³⁺沉淀完全，形成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，此時(shí)二氧化硅也不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，若用氫氧化鈉溶液除雜，則氫氧化鈉會(huì)和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉，作為雜質(zhì)混入產(chǎn)品中，故答案為：Al（OH）₃、SiO₂、Fe（OH）₃；NaCl；
（3）酸化時(shí)加鹽酸將溶液的pH調(diào)節(jié)到4.0左右，可以將沉淀鐵離子以及鋁離子而加入的氫氧化鈣中和，故答案為：除去過(guò)量的氫氧化鈣；
（4）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥，故答案為：洗滌；干燥；
（5）①氯化鈣溶液和硝酸銀反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氯離子和銀離子之間的反應(yīng)，根據(jù)氯元素守恒，即CaCl₂～2AgNO₃，設(shè)和硝酸銀反應(yīng)的氯化鈣的物質(zhì)的量是x，
              CaCl₂ ～2AgNO₃～2AgCl
               1                 2
              x             0.205L×0.5000mol/L

1

x

=

2

0.2050×0.5000

解得x=0.05125mol，樣品中CaCl₂?2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.05125×147

7.350

×100%=102.5%，故答案為：102.5%；
②對(duì)氯化鈣晶體加熱使之失去結(jié)晶水操作中，干燥溫度過(guò)高時(shí)CaCl₂?2H₂O 晶體失去部分結(jié)晶水，會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，故答案為：⑤；干燥溫度過(guò)高時(shí)CaCl₂?2H₂O 晶體失去部分結(jié)晶水．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和物質(zhì)的分離和提純知識(shí)的綜合考查題，綜合性強(qiáng)，難度大．