Question

【题目】茶是我国人民喜爱的饮品。我市某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素。

已知：草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质。草酸钙(CaC2O4)难溶于水。Ca2＋、Al3＋、Fe3＋完全沉淀的pH为Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。

请根据上述过程及信息填空：

（1）步骤②加盐酸的作用是________________。

（2）写出检验Ca2＋的离子方程式__________________________。

（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式________________________。

（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式__________________________。

（5）步骤⑨的作用是_____________________________________。

（6）称取400 g茶叶样品灼烧得灰粉后，加入过量盐酸后过滤，将所得滤液加入过量的(NH4)2C2O4溶液，再过滤、洗涤、干燥、称量得到5.12 g沉淀，原茶叶中钙元素的质量分数为________。

Answer 1

【答案】 使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出(或使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋溶解) Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH（ Fe(OH)3、Al(OH)3 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀 0.400%

【解析】茶叶经灼烧，茶叶灰中含有钙、铁、铝三种金属元素，加入盐酸后可生成可溶性的氯化物，经过滤后，在滤液中加入氨水调节pH6～7，加热至沸30min，经过滤得到的沉淀C为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，滤液为氯化钙溶液，加入草酸铵后可得草酸钙沉淀，在滤液中加入盐酸后分为两份，加入试剂A，溶液变成红色，则A应为KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液调pH至4，可得到氢氧化铁沉淀，浊液静置分层后上层清液为氯化铝溶液，加入试剂B可检验铝离子，生成红色络合物。（1）由上述分析可知，步骤②向茶叶灰分中加盐酸的作用是将其中的Ca2+、Al3+、Fe3+溶解；（2）⑤过滤后所得滤液中含Ca2+，检验Ca2+的离子方程式为：Ca2++（NH4）2C2O4=CaC2O4↓+2NH4+；（3）步骤④在pH为6-7时加热30 min，可使Al3+、Fe3+转化成沉淀，即沉淀C为Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；（4）步骤⑧是检验Fe3+，可加入KSCN 或NH4SCN进行检验，溶液变红色，反应的离子方程式为：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；（5）步骤⑨将pH值调节至4～5，此时铝离子没有沉淀而铁离子沉淀完全，即：使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；（6）5.12g沉淀为CaC2O4，含Ca元素的质量为5.12g××100%=1.6g，则原茶叶中钙元素的质量分数为×100%=0.400%。