题目内容
(12分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%-103.0%)的主要流程如下:
![]()
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0-8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是 _________________________________________________。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①________________;②_______________________
(3)测定样品中Cl- 含量的方法是:a.称取0.7500 g样品,溶解在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000 mol/LAgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。
①计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为__________________。
②若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数有时超过100.0%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________________________。
(1)取少量上层清液与试管中,滴加KSCN溶液,,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3 沉淀完全;(2)①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止溶液吸收空气中CO2
(3)①99.91% ; ②样品中存在少量的NaCl、少量的CaCl2·2H2O失水。
【解析】
试题分析:(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.0-8.5,以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是取少量上层清液与试管中,滴加KSCN溶液,,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3 沉淀完全;(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH约为4.0,其目的有:①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2;②防止溶液吸收空气中CO2;(3) ①在250.00 mL溶液中含有的Cl-的物质的量是n(Cl-)=0.05000 mol/L×0.02039L×10=0.010195mol,则在样品中含有的CaCl2·2H2O物质的质量是m(CaCl2·2H2O)= (0.010195mol÷2)×147g/mol=0.7493325g,所以述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为(0.7493325g÷0.7500 g)×100%=99.91% ;②若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数有时超过100.0%可能的原因是样品中存在少量的NaCl或少量的CaCl2·2H2O失水等。
考点:考查沉淀的洗涤、物质含量的计算及误差分析的知识。
以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质 | Mg(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
溶解度/g | 9×10-4 | 1.7×10-6 | 1.5×10-4 | 3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=a,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe3+、Fe2+都被转化为 (填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择 为宜,其原因是 。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为 。
(4)已知Fe(OH)3的Ksp=1×10-35mol4/L4 ;化学上通常认为残留在溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L时,沉淀完全。方案③中a最小值为 .
(5)下列与方案③相关的叙述中,正确的是 (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=a可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=a的溶液中
E.在pH>a的溶液中Fe3+一定不能大量存在