Question

（12分）水泥是一種重要的建筑材料，水泥的強度是評價水泥質量的重要指標，它與水泥中CaO的含量有著良好的相關性，因此在特殊情況下可以通過測定其中Ca0的含量預測水泥的強度。為測量某品牌水泥中氧化鈣的含量，進行如下實驗：

步驟1：熔樣：準確稱取0．3000g試樣置于坩堝中，高溫灼燒5分鐘后，冷卻并研碎，加入2．000g無水碳酸鈉混勻后，再高溫灼燒10分鐘。

步驟2：酸溶：取冷卻后的燒結塊，加入40mL水后，再加入l0mL稀鹽酸和3滴稀硝酸。

步驟3：除雜：在酸溶后所得溶液中慢慢滴加稀氨水使其中的Fe3+、Al3+轉化為沉淀，過濾。

步驟4：沉淀：在濾液中加入草酸銨溶液，加熱煮沸后，邊攪拌邊滴加氨水至弱堿性，靜置。

步驟5：溶【解析】
將生成的草酸鈣（ CaC2O4）沉淀加入到稀硫酸中，加熱并攪拌使其完全溶解。

步驟6：滴定：用0．1000 mol·L－1的KMnO4溶液進行滴定至微紅色出現并保持30s不消失，共用去KMnO4溶液13．000mL。反應的化學方程式為：2 KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+5CO2↑+8H2O

（1）寫出步驟3中Al3+轉化為沉淀的離子方程式： ；

（2）已知室溫下Al（OH）3的Ksp=1．0×10－33，欲使溶液中c（Al3+）≤l．0xl0－6mol·L-1，pH≥ ；

（3）通過計算確定該試樣中氧化鈣的質量分數（寫出計算過程）。

 

Answer 1

（1）Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+ (2) 5 (3) 60.7%

【解析】

試題分析：（1）稀氨水能與Al3+反應生成氫氧化鋁沉淀和銨根離子：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，答案為：Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；

（2）欲使溶液中c（Al3+）≤l．0×l0-6mol?L-1，C（OH-）≥==l．0×l0-9mol?L-1，

c（H+）≥mol?L-1=l．0×l0-5mol?L-1，所以pH≥5，答案為：5．

（3）5CaO～ 5CaC2O4 ～ 2KMnO4

5×56g 2mol

m（CaO） 0.1000mol?L-1×0.013L

解得：m（CaO）=0.182g，氧化鈣的質量分數為：×100%=60.7%，答案為：氧化鈣的質量分數為60.7%．

考點：考查沉淀溶解平衡的計算，利用化學方程式的計算等知識。