题目内容

10.钙与镁同主族,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3.5%(质量分数CaO.
(1)镁元素在周期表中位置是第四周期第ⅡA族,
(2)Ca与最活跃的非金属元素A形成化合物D,D的化学式为CaF2
(3)配平用钙线氧脱鳞的化学方程式:
2P+5FeO+3CaO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$1Ca3(PO42+5Fe;
(4)将钙线试样溶于稀盐酸,加入过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,则检测Mn+的方法是Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
(5)某溶液中含有Cl-、SO42-,可能含有Na+、Fe2+或其中一种.验证Cl-、SO42-的方法是C
A.先加BaCl2溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液
B.先加AgNO3溶液,等沉淀后,再加BaCl2溶液
C.先加Ba(NO32溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液.

分析 (1)Ca的原子结构中电子层数等于周期数,最外层电子数等于族序数;
(2)先判断最活泼的非金属元素,再确定该化合物的化学式,根据电子式书写规则写出电子式;根据晶体类型判断沸点高低;
(3)根据得失电子数相等配平方程式;
(4)先判断Mn+离子是什么离子,再利用该离子的特殊反应检验;
(5)Cl-、SO42-均与硝酸银反应生成沉淀,Cl-用硝酸银检验,SO42-用硝酸钡检验,且先检验SO42-

解答 解:(1)Ca是20号元素,元素的原子序数=其核外电子数=核内质子数,其核外电子排布是2,8,8,2,所以其原子结构示意图为,则位于第四周期第ⅡA族,故答案为:第四周期第ⅡA族;
(2)元素周期表中最活泼的非金属元素是F元素,与Ca形成化合物离子化合物D,所以D是CaF2
故答案为:CaF2
(3)该方程式中元素的化合价变化为:P→Ca3(PO42,磷元素由0价→+5价,一个磷原子失5个电子;FeO→Fe,铁元素由+2价→0价,一个 FeO得2个电子,根据氧化还原反应中得失电子数相等,所以其最小公倍数为10,故 P的计量数为2,FeO的计量数为5,其它元素根据原子守恒配平,所以该方程式为2P+5FeO+3CaO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ca3(PO42+5Fe,故答案为:2;5;3;1;5;
(4)根据题意知M(OH)n为请氧化铁,Mn+为Fe 3+,Fe 3+ 的检验方法是:向溶液中加入KSCN溶液后,溶液变成血红色就说明原溶液有Fe 3+,该反应的离子方程式为Fe+3SCN-=Fe(SCN)3,故答案为:Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3
(5)Cl-、SO42-均与硝酸银反应生成沉淀,Cl-用硝酸银检验,SO42-用硝酸钡检验,且先检验SO42-,则验证Cl-、SO42-的方法为先加Ba(NO32溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液,故答案为:C.

点评 本题考查金属及化合物性质及综合应用,为高频考点,把握原子结构与位置、氧化还原反应配平、离子检验等为解答的关键,侧重分析与应用能力的综合考查,题目难度不大.

练习册系列答案
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1.[背景材料]氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200℃.导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料.氮化铝还是电绝缘体,介电性能良好,用作电器元件也很有希望.超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产领域.
其制取原理为:Al2O3+3C+N2 $\stackrel{高温}{→}$2AlN+3CO
[问题探究]某化学研究性学习小组成员根据氮化铝的制取原理,进行了如下探究.
问题1、在制取氮化铝时由于反应不完全,氮化铝产品中所含杂质除了碳以外还可能存在氧化铝.
问题2、为测定该产品中有关成分的含量,甲、乙两同学设计了以下两个实验:
(1)甲同学:称取10.00g样品,将其加入过量的氢氧化钠溶液中共热并蒸干,AlN跟氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,并放出氨气3.36L(标准状况).上述反应的化学方程式为AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑.
(2)乙同学:称取10.00g样品置于反应器中,通入2.016L(标准状况)O2,在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g•L-1(已折成标准状况,AlN不跟O2反应).该样品中含杂质碳1.92g.
问题3、丙同学受到甲、乙同学实验的启发,认为测定某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,可用图中I的一些装置来进行检验,根据AlN与NaOH溶液反应所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数,并根据实验现象来确定杂质的成分(实验中导管体积忽略不计)

(1)实验有关操作为:
①往锥形瓶中放入适量的AlN样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的浓NaOH;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积.
正确的操作顺序为③①②④.
(2)本试验中检查装置气密性的方法是关闭分液漏斗活塞,微热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,恒温时水柱并不回落.
(3)广口瓶中的试剂X可最好选用C(填选项的标号).
A、苯    B、酒精    C、植物油    D、CCl4
(4)广口瓶的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得NH3的体积将不变(填偏大、偏小或不变).
(5)若实验中测得样品的质量为wg,氨气的体积为aL(标况下),则样品中AlN的质量分数为$\frac{4100a}{22.4w}$%(AlN的式量为41).
问题4、丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大.建议改用图中的Ⅱ装置进行同样实验,通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数.你认为是否可行?不可行(填入“可行”、“不可行”),最简单的改进方法为在装置之间添加盛有碱石灰的干燥管,烧杯导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气.
问题5、戊同学仔细思考了丁同学的装置后,认为此装置所测测得的样品中AlN含量偏小.其原因是反应产生的氨气不可能被完全吸收.若忽略此原因的话,只要用图中的III或IV两个装置中的一种,只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中AlN的质量分数.较合理的装置为Ⅲ(填代号).但是戊同学的装置有缺陷所测结果将偏高或偏低偏低.

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