题目内容
14．茶叶是天然的保健饮品，茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等元素，某化学探究小组设计如下实验方案用以测定某茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在（已知CaC2O4难溶于水，Fe3+、Ca2+完全转化为氢氧化物的pH分别为3.1、13）．首先取200g茶叶样品焙烧得灰粉后进行如图所示操作：
请回答下列有关问题：
（1）为提高灰粉中钙、铁浸出率，还可采取的措施有：（写出1条即可）搅拌（适当加热；适当提高硫酸浓度；延长浸取时间等）．
（2）滴加氨水时需调节pH=6，用pH试纸测量溶液pH的方法为：取一小截pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，待变色后与标准比色卡对比读数．
（3）写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式：Fe3++3NH3•H2O═Fe（OH）3↓+3NH4+．
（4）为保证实验精确度，沉淀D及E均需要洗涤，并将洗涤液转移回母液中，判断沉淀D已经洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤过滤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则已洗涤干净．
（5）设计实验，通过沉淀D来验证该茶叶中是否含有铁元素：取少量沉淀D于试管中，加稀硫酸溶解，往溶液中加硫氰化钾，若溶液显血红色，则有铁元素．（可供选择的试剂有：蒸馏水、稀硫酸、硫氰化钾、铁粉）
（6）已知Ksp（CaC2O4）=2.32×10-9，现将浓度为2.0×10-4 mol•L-1的CaCl2溶液与（NH4）2C2O4溶液等体积混合，若要产生沉淀，则所需（NH4）2C2O4溶液的浓度不能小于4.64×10-5 mol•L-1．
分析 测定某茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在，取200g茶叶样品焙烧得灰粉，茶叶灰粉中加入3mol/L的足量硫酸溶液，过滤得到滤液A中主要是钙离子、铁离子等，加入氨水调节溶液PH=6，使铁离子全部生成氢氧化铁沉淀D，过滤得到滤液中加入草酸铵7.44g，过滤得到白色沉淀E为草酸钙，滤液C为硫酸铵溶液，
（1）为提高灰粉中钙、铁浸出率可以搅拌、升温、延长浸取时间等措施，加快浸出速率；
（2）pH试纸测量溶液pH的方法是取一小截pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，依据变色比对溶液PH；
（3）滤生成液A→沉淀D是铁离子和氨水溶液中一水合氨反应生成一水合氨和铵盐；
（4）洗涤沉淀D需要检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子设计实验验证；
（5）沉淀D为氢氧化铁，加入稀硫酸溶解后加入KSCN溶液检验是否有铁离子存在；
（6）根据Ksp（CaC2O4）=c（C2O42-）×c（Ca2+）计算．一定温度下溶度积是常数．
解答 解：测定某茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在，取200g茶叶样品焙烧得灰粉，茶叶灰粉中加入3mol/L的足量硫酸溶液，过滤得到滤液A中主要是钙离子、铁离子等，加入氨水调节溶液PH=6，使铁离子全部生成氢氧化铁沉淀D，过滤得到滤液中加入草酸铵7.44g，过滤得到白色沉淀E为草酸钙，滤液C为硫酸铵溶液，
（1）为提高灰粉中钙、铁浸出率可以搅拌、升温、中等硫酸浓度、延长浸取时间等措施，加快浸出速率，
故答案为：搅拌（适当加热；适当提高硫酸浓度；延长浸取时间等）；
（2）pH试纸测量溶液pH的方法是取一小截pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，依据变色比对溶液PH，具体步骤为：取一小截pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，待变色后与标准比色卡对比读数，
故答案为：取一小截pH试纸于玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，待变色后与标准比色卡对比读数；
（3）滤生成液A→沉淀D是铁离子和氨水溶液中一水合氨反应生成一水合氨和铵盐，反应的离子方程式为：Fe3++3NH3•H2O═Fe（OH）3↓+3NH4+，
故答案为：Fe3++3NH3•H2O═Fe（OH）3↓+3NH4+；
（4）洗涤沉淀D需要检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子设计，实验验证铵步骤为：取最后一次洗涤过滤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则已洗涤干净，
故答案为：取最后一次洗涤过滤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则已洗涤干净；
（5）沉淀D为氢氧化铁，加入稀硫酸溶解后加入KSCN溶液检验是否有铁离子存在，实验设计为：取少量沉淀D于试管中，加稀硫酸溶解，往溶液中加硫氰化钾，若溶液显血红色，则有铁元素，
故答案为：取少量沉淀D于试管中，加稀硫酸溶解，往溶液中加硫氰化钾，若溶液显血红色，则有铁元素；
（6）CaCl2溶液的浓度为2×10-4mol/L，等体积混合后浓度为1×10-4mol/L，
由Ksp（CaC2O4）=c（C2O42-）×c（Ca2+）可知，混合后c（C2O42-）=$\frac{Ksp}{c（C{a}^{2+}）}$=$\frac{2.32×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$=2.32×10-5mol•L-1
所以所需Na2C2O4溶液的最小起始浓度为2.32×10-5mol•L-1×2=4.64×10-5 mol•L-1，
故答案为：4.64×10-5 mol•L-1．
点评 本题考查了探究茶叶中铁元素、钙元素的含量的方法及性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握性质实验方案的设计方法，明确探究物质组成及含量的方法，试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力．
名校课堂系列答案
分别与Na、NaOH、NaHCO3完全反应时，消耗的Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为2：1：1，写出该有机物和NaOH反应的化学方程式CH3CH（OH）COOH+NaOH→CH3CH（OH）COONa+H2O．
．①C的生成速率和C的分解速率相等；
②单位时间内生成a mol A，同时生成2a mol B；
③气体密度不再变化；
④混合气体的总压强不再变化；
⑤A、B、C的物质的量之比为1：3：2．
| A． | ②④⑤ | B． | ①③④ | C． | ①② | D． | ①②③⑤ |
结构；
+（CH3CO）2O$\stackrel{H+}{→}$
+CH3COOH．
．
+CH3OH．
．
的物质，该物质是一种香料．
．
+O2$→_{△}^{催化剂}$2
+2H2O．
生成
、
、
．| A． | SO2可大量用于漂白食品 | B． | 干冰、AgI均可用于人工降雨 | ||
| C． | 四氧化三铁常用作红色油漆和涂料 | D． | 小苏打的主要成份是Na2CO3 |