Question

【題目】輕質(zhì)碳酸鈣是一種廣泛應(yīng)用的工業(yè)填料，主要用于塑料、造紙、橡膠和涂料等。工業(yè)上以磷石膏（主要成分為CaSO4，雜質(zhì)主要是SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3等）為原料制備輕質(zhì)碳酸鈣。已知碳酸鈣的溶解度比硫酸鈣的溶解度小，在一定溫度下，鈣離子開始沉淀的pH值為12.3，氫氧化鋁開始溶解的pH值為12.0，其他金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關(guān)pH的范圍如下：

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3+	1.5	2.8
Fe2+	5.5	8.3
Al3+	3.0	4.7

制備流程如圖：

請(qǐng)問答：

（1）以下說法正確的是__。

A.溶解的過程中，可以用鹽酸代替硝酸

B.濾渣1的主要成分是SiO2，濾渣2的上要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3

C.轉(zhuǎn)化時(shí)，可以先通氨氣至飽和后再通過量二氧化碳，以提高鈣離子的轉(zhuǎn)化率

D.轉(zhuǎn)化時(shí)可以適當(dāng)加熱，以加快反應(yīng)速率

E.洗滌時(shí)可以采用濾液3

（2）調(diào)節(jié)溶液pH范圍時(shí)，最佳的pH范圍是__，理由是__。

（3）碳酸鈣產(chǎn)品中鈣含量的測(cè)定：

用電子天平準(zhǔn)確稱量產(chǎn)品2.000g于干凈的燒杯中，滴加2mol/L的鹽酸恰好完全溶解，加蒸餾水繼續(xù)蒸發(fā)除去過量的酸至pH=6～7，轉(zhuǎn)移至250mL的容量瓶中，定容搖勻。用移液管準(zhǔn)確移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入NaOH溶液10mL，搖勻，加入鈣指示劑30mg，用已標(biāo)定的EDTA（乙二胺四乙酸，可以表示為H4Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。

已知：Ca2++Y4-=[CaY]2-，測(cè)定數(shù)據(jù)如下：

	待測(cè)產(chǎn)品溶液體積（mL）	消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）	EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（mol）
1	25.00	14.90	0.1121
2	25.00	16.72	0.1121
3	25.00	15.00	0.1121
4	25.00	15.10	0.1121

①進(jìn)行整個(gè)滴定操作實(shí)驗(yàn)的過程中，下列操作方法正確的是__。

A.使用移液管移取溶液的時(shí)候，移液管尖嘴不能接觸容器壁

B.滴定管水洗后，需要用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗3次，再排出氣泡，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下

C.滴定管調(diào)液面后，需靜置1～2min，再進(jìn)行讀取刻度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄

D.電子天平讀數(shù)時(shí)，兩邊側(cè)面應(yīng)同時(shí)處于打開狀態(tài)，使空氣保持流通

②該產(chǎn)品中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__（保留兩位有效數(shù)字），若滴定結(jié)束時(shí)仰視讀數(shù)，則測(cè)定的結(jié)果__（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】BCD 4.7～12 將鐵離子鋁離子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氫氧化鋁，也不能沉淀鈣離子，因此pH小于12 BC 33.63% 偏大

【解析】

硝酸與磷石膏反應(yīng)，將CaSO4、FeO、Fe2O3、Al2O3溶解，將氧化亞鐵氧化為硝酸鐵，SiO2不溶解，過濾得到濾渣1，濾液調(diào)節(jié)pH值，將鐵離子、鋁離子沉淀，過濾得到濾渣Fe(OH)3、Al(OH)3，濾液先加入氨氣至飽和，再通入二氧化碳沉淀鈣離子生成碳酸鈣，過濾，得到碳酸鈣進(jìn)行洗滌、烘干。

⑴A. 溶解的過程中，硝酸要溶解各種物質(zhì)，還要將亞鐵氧化鐵離子，而鹽酸不能氧化亞鐵離子，因此不能用鹽酸代替硝酸，故A錯(cuò)誤；B. 根據(jù)分析濾渣1是難溶于硝酸的沉淀，主要成分是SiO2，調(diào)節(jié)pH，沉淀鐵離子和鋁離子，因此濾渣2的上要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，故B正確；C. 轉(zhuǎn)化時(shí)，可以先通氨氣至飽和后再通過量二氧化碳，增加二氧化碳的溶解以提高鈣離子的轉(zhuǎn)化率， C正確；D. 轉(zhuǎn)化時(shí)可以適當(dāng)加熱，以加快反應(yīng)速率，故D正確；E. 洗滌時(shí)采用濾液3洗滌，則沉淀表面有濾液雜質(zhì)，因此不能用濾液3洗滌，故E錯(cuò)誤；綜上所述，答案為：BCD。

⑵要將鐵離子鋁離子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氫氧化鋁，也不能沉淀鈣離子，因此pH小于12，因此調(diào)節(jié)溶液pH范圍時(shí)，最佳的pH范圍是4.7～12；故答案為：4.7～12；將鐵離子鋁離子沉淀完全，因此pH要大于等于4.7，但不能溶解氫氧化鋁，也不能沉淀鈣離子，因此pH小于12。

⑶①A. 使用移液管移取溶液的時(shí)候，移液管尖嘴要接觸容器壁，液體沿器壁緩緩流下，故A錯(cuò)誤；B. 滴定管水洗后，需要用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗3次，再排出氣泡，使液面位于“0”刻度或“0”刻度以下，故B正確；C. 滴定管調(diào)液面后，需靜置1～2min，待液面穩(wěn)定后，再進(jìn)行讀取刻度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，故C正確；D. 電子天平讀數(shù)時(shí)，兩邊側(cè)面應(yīng)同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；綜上所述，答案為BC。

②根據(jù)四次測(cè)定數(shù)據(jù)，第二次數(shù)據(jù)與其他幾個(gè)數(shù)據(jù)相差較大，則為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，因此求的其他三個(gè)數(shù)據(jù)的平均值為15.00mL，根據(jù)Ca2+～Y4－關(guān)系式得到，2.000g 碳酸鈣中n(Ca2+)= n(Y4－) = 0.1121 molL1 ×0.015L ×10 =0.016815mol，該產(chǎn)品中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，若滴定結(jié)束時(shí)仰視讀數(shù)，結(jié)束時(shí)讀數(shù)偏小，得到滴定液偏大，測(cè)定的結(jié)果偏大；故答案為：33.63%；偏大。