Question

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）Ca元素在周期表中的位置是

 

，其原子结构示意图为

 

．
（2）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量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，则金属M为

 

；
（3）配平用钙线脱氧脱磷的化学方程式：

 

P+

 

FeO+

 

CaO

高温  .

 

Ca₃（PO₄）₂+

 

Fe
（4）上述反应每生成1molCa₃（PO₄）₂，有

 

 mol电子转移．
（5）用1.6g钙线试样，与水充分反应，生成224mL H₂（标准状况），再向溶液中通入适量的CO₂，最多能得到CaCO₃

 

g．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用,化学方程式的有关计算,元素周期表的结构及其应用,氧化还原反应方程式的配平

专题：计算题,元素及其化合物

分析：（1）Ca是20号元素，钙原子核外电子数为20，有3个电子层，各层电子数为2、8、8、1，对于主族元素，电子层数=周期数，最外层电子数=族序数；
（2）生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，应为Fe（OH）₂→Fe（OH）₃的转化；
（3）反应中P磷元素的化合价由0价升高为+5价，总共升高10价，铁元素化合价由+2价降低为0价，总共降低2价，化合价升高最小公倍数为10，据此配平；
（4）根据P元素化合价的变化判断；
（5）钙与水反应生成氢氧化钙与氢气，根据n=

V

Vm

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，钙原子核外电子数为20，有3个电子层，各层电子数为2、8、8、1，处于周期表中第四周期第ⅡA族，原子结构示意图为，故答案为：第四周期第ⅡA族；；
（2）钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量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，M为Fe元素，故答案为：Fe；  
（3）反应中P磷元素的化合价由0价升高为+5价，总共升高10价，铁元素化合价由+2价降低为0价，总共降低2价，化合价升高最小公倍数为10，故Ca₃（PO₄）₂系数为1，FeO的系数为5，P系数为2，CaO的系数为3，Fe的系数为5，故配平后方程式为2P+5FeO+3CaO=Ca₃（PO₄）₂+5Fe，故答案为：2； 5；3；1； 5；
（4）反应的方程式为2P+5FeO+3CaO=Ca₃（PO₄）₂+5Fe，由方程式可知反应中P元素化合价由0价升高到+5价，可知每生成1molCa₃（PO₄）₂，有10mol电子转移，
故答案为：10；
（5）224mlH₂的物质的量为

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，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

0.01mol×2

2

=0.01mol，样品中CaO质量分数为3.5%，故氧化钙的质量为1.6g×3.5%=0.056g，故氧化钙的物质的量为

0.056g

56g/mol

=0.001mol，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）=0.01mol+0.001mol=0.011mol，碳酸钙的质量为0.011mol×100g/mol=1.1g，
故答案为：1.1．

点评：本题考查结构与位置关系、常用化学用语书写、氧化还原反应、化学计算等，题目综合性较大，难度中等，（5）中注意利用守恒进行计算．