Question

【题目】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）沉淀A的主要成分是__。

（2）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__，请写出相应的离子方程式：__。

（3）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500molL-1KMnO4溶液36.00mL。

①请配平此滴定过程中的反应。

___MnO+___H++___H2C2O4——___Mn2++___CO2+___H2O

②求该水泥样品中钙的质量分数为___。

Answer 1

【答案】SiO2 将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ 3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O 2 6 5 2 10 8 45.0%

【解析】

水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物，加入氯化铵、盐酸和硝酸，由于二氧化硅与酸不反应，则得到的沉淀A为SiO2，滤液中含有Ca2+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋等离子，加入氨水调节pH4~5，可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，加热的目的是防止生成胶体而难以分离，滤液主要含有Ca2＋，加入草酸铵可生成草酸钙沉淀，加入硫酸用高锰酸钾测定，发生5Ca2＋～5H2C2O4～2KMnO4，根据高锰酸钾的量可计算含量。

（1）由以上分析可知沉淀A为SiO2，故答案为：SiO2；

（2）铁离子在pH较小时易生成沉淀，加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，相应的离子方程式：3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O；

故答案为：将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋；3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O；

（3）①在硫酸条件下，高锰酸钾将C2O42－氧化为CO2，自身被还原为MnSO4，依据氧化还原反应得失电子守恒、原子个数守恒写出反应的离子方程式：2MnO4－+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，故答案为：2MnO4－+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O；

②反应的关系式为5Ca2＋～5H2C2O4～2KMnO4，

n（KMnO4）=0.0500mol·L－1×36.00mL=1.800mmol，n（Ca2＋）=4.500mmol，水泥中钙的质量分数为×100%=45.00%，故答案为：45.00%。