Question

7．“金属钙线”是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某“金属钙线”的主要成分为金属Fe和金属钙Ca，并含有3.5%（质量分数）CaO．
（1）Ca的原子结构示意图为．其最高价氧化物对应水化物的碱性比Mg（OH）₂强（填“强”或“弱”）．
（2）Ca与非金属性最强的元素A形成化合物D，写出D的电子式．
（3）配平用“金属钙线”脱氧脱磷的方程式：
2P+5FeO+3Cao$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$1Ca₃（PO₄）₂+5Fe
（4）将“金属钙线”溶于稀盐酸后，再滴加双氧水发生的离子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（5）取3.2g“金属钙线”试样，与水充分反应生成448mL H₂（标准状况），在所得溶液中通入适量CO₂，最多能得到CaCO₃2.2g（取两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）Ca的原子序数为20，结合原子核外电子排布画出原子结构示意图，金属性越强，对应的最高价氧化物水化物碱性越强；
（2）最活泼的非金属元素为F，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；
（3）根据得失电子数相等配平方程式；
（4）Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁，亚铁离子不稳定，能被双氧水氧化生成铁离子，双氧水被还原生成水；
（5）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）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，金属性Ca＞Mg，则Ca（OH）₂碱性比Mg（OH）₂强，故答案为；强；
（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，其电子式为，
故答案为：；
（3）该方程式中元素的化合价变化为：P→Ca₃（PO₄）₂，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2 P+5FeO+3CaO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ca₃（PO₄）₂+5Fe，
故答案为：2；5；3；1；5Fe；
（4）金属钙线中含铁，Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁，亚铁离子不稳定，能被双氧水氧化生成铁离子，双氧水被还原生成水，离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2 H₂O，故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2 H₂O；
（5）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3.5%，故氧化钙的质量为3.2g×3.5%=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 本题考查金属及化合物的性质及综合应用，为高频考点，把握原子结构与性质，物质的性质及氧化还原反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．