题目内容

17．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固体，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是否沉淀完全的实验操作是取少量上层清液，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）测定样品中Cl-含量的方法是：
a．称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用0.0500mol•L-1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.00mL．
①上述测定过程中不需要用盛装溶液润洗的仪器有锥形瓶，若润洗后会导致结果偏高
②计算上述样品中CaCl2•2H2O的质量分数为99.9%；
③若用上述方法测定的样品中CaCl2•2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有：样品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2.2H2O失水．
（4）工业上冶炼金属钙的方法是电解法；请写出此冶炼的化学反应方程式CaCl2 $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Ca+Cl2↑．

分析 工业碳酸钙加入盐酸可完全溶解生成氯化钙、氯化铁以及氯化铝等，加入试剂氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0～8.5，以除去溶液中少量的Al3+、Fe3+，然后再加盐酸酸化，在酸性条件下蒸发结晶可得到CaCl2•2H2O，
（1）Fe3+与KSCN反应生成红色物质Fe（SCN）3，检验Fe3+是否存在的，选用KSCN溶液；
（2）因在除杂过程中加入了Ca（OH）2，故加入盐酸与溶液中的少量Ca（OH）2反应使其转化为CaCl2；另Ca（OH）2易吸收空气中的CO2，生成CaCO3沉淀，故加入盐酸还可以防止溶液吸收空气中CO2，Ca（OH）2吸收空气中的CO2，生成CaCO3沉淀，如果吸收大量的CO2 会导致最终质量分数偏低；
（3）①滴定实验中滴定管需要用待装液润洗，锥形瓶不需要润洗；
②根据到达滴定终点生成氯化银的物质的量等于消耗的硝酸银的物质的量这一关系求出消耗硝酸银的物质的量，则n（AgCl）=2n（CaCl2.2H2O），
据此可以算出实际上的CaCl2.2H2O的物质的量，进而求出质量．注意溶液体积是从250mol中取25ml，所以在计算时要注意这一点；
③样品中存在少量的NaCl，根据 n（AgCl）2n（CaCl2.2H2O）可知，CaCl2.2H2O的物质的量增大．同样若CaCl2.2H2O失水导致分母变小，值偏大；
（4）金属冶炼的方法主要有：
热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来（Hg及后边金属）；
热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来（Zn～Cu）；
电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属（K～Al）．

解答 解：（1）Fe3+与KSCN反应生成红色物质Fe（SCN）3，检验Fe3+是否存在的，选用KSCN溶液，
故答案为：取少量上层清液，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：将溶液中的少量Ca（OH）2转化为CaCl2；③防止溶液吸收空气中CO2，
故答案为：将溶液中的少量Ca（OH）2转化为CaCl2，防止溶液吸收空气中CO2；
（3）①滴定实验中滴定管需要用待装液润洗，锥形瓶不需要润洗，若润洗会增大待测溶液中溶质量，导致消化步骤溶液体积增大，测定待测液的浓度偏高，
故答案为：锥形瓶；偏高；  
②样品中n（Cl-）=0.05000mol•L-1×0.02039L×10=0.010195mol，根据n（AgCl）=2n（CaCl2.2H2O），则n（CaCl2.2H2O）=0.0050975mol，所以m（CaCl2.2H2O）=0.0050975mol×147g/mol=0.7493325g，则有：$\frac{0.7493225g}{0.7500g}$×100%=99.9%，
故答案为：99.9%；
③样品中存在少量的NaCl会导致CaCl2.2H2O的物质的量增大．同样若CaCl2.2H2O失水导致分母变小，值偏大．
故答案为：样品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2.2H2O失水；
（4）工业上冶炼金属钙的方法是电解熔融氯化钙得到，反应的化学方程式为：CaCl2 $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Ca+Cl2↑，
故答案为：电解法； CaCl2 $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$Ca+Cl2↑．

点评 本题考查混合物中含量的测定，涉及实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、混合物分离及含量测定的计算等，注意离子的检验方法和常见仪器的使用，样品纯度的分析要注意溶液中可能发生的反应，注意有效数字问题，题目综合性较强，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
7．下列有关化学用语使用及叙述正确的是（　　）
A．碳酸的电离方程式：H2CO3=2H++CO32-
B．F-的结构示意图：
C．${\;}_{55}^{134}$Cs和${\;}_{55}^{137}$Cs形成的单质物理性质相同
D．NH3 的电子式：
8．下列物质的水溶液因水解而呈酸性的是（　　）
A．HClB．CH3COONaC．FeCl3D．NaCl
5．可逆反应2A（g）+3B（g）?4C（g），在一定条件下，使一定量的A和B气体反应，达到平衡状态时具有的特征是（　　）
A．各物质的浓度之比c（A）：c（B）：c（C）=2：3：4
B．平衡混合气体中各物质的浓度相等
C．平衡混合气的体积是反应开始前的$\frac{4}{5}$
D．单位时间内，若消耗了a mol A物质，同时也消耗了2a mol C物质
12．在相同条件下，分别将下列气体等体积混合于四支大小相同的试管中：①NO和NO2；②NO2和O2；③HCl和O2；④NH3和N2，将四支试管倒立于水中，当试管中水面不再上升时，试管中溶液的物质的量浓度最小的是（假设试管中溶质不扩散）（　　）
A．①B．②C．③D．④
2．某种锂离子电池的正极材料是将含有钴酸锂（LiCoO2）的正极粉均匀涂覆在铝箔上制成的，可以再生利用．某校研究小组尝试回收废旧正极材料中的钴．

（1）25℃时，用图1所示装置进行电解，有一定量的钴以Co2+的形式从正极粉中浸出，且两极均有气泡产生，一段时间后正极粉与铝箔剥离．
①阴极的电极反应式为：LiCoO2+4H++e-=Li++Co2++2H2O、2H++2e-═H2↑．
阳极的电极反应式为4OH--4e-═O2↑+2H2O．
②该研究小组发现硫酸浓度对钴的浸出率有较大影响，一定条件下，测得其变化曲线如图2所示．当c（H2SO4）＞0.4mol/L时，钴的浸出率下降，其原因可能为H+与LiCoO2在阴极的还原反应相互竞争，当c（H+）增大时，参与放电的H+增多（或有利于H+放电），所以钴的浸出率下降．
（2）电解完成后得到含Co2+的浸出液，且有少量正极粉沉积在电解槽底部．用以下步骤继续回收钴如图3．
①写出“酸浸”过程中正极粉发生反应的化学方程式：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4═Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O．该步骤一般在80℃以下进行，温度不能太高的原因是防止H2O2剧烈分解．
②已知（NH4）2C2O4溶液呈弱酸性，下列关系中正确的是AC（填字母序号）．
A．c（NH4+）＞c（C2O42-）＞c（H+）＞c（OH-）
B．c（H+）+c（NH4+）=c（C2O42-）+c（OH-）+c（HC2O4-）
C．c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2[c（C2O42-）+c（HC2O4-）+c（H2C2O4）]
（3）已知所用锂离子电池的正极材料为x g，其中LiCoO2 的质量分数为a%，则回收后得到CoC2O4•2H2O 的质量不高于$\frac{1.83ax}{98}$g．
9．向HNO3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，有白色沉淀生成，此沉淀为（　　）
A．FeSB．BaSO3C．BaSO4D．S
6．对于反应A2（g）+3B2（g）=2C（g）+D（g）来说在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v（A）=0.15mol/（L•s）   
②v（B）=0.6mol/（L•s）  
③v（C）=0.5mol/（L•s）       
④v（D）=0.45mol/（L•s）
则反应进行由快到慢的顺序为（　　）
A．④＞③＞①＞②B．④＞③＞②＞①C．②＞③＞④＞①D．②＞④＞③＞①
7．用电子式表示下列物质：①H2O   ②Cl2．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网