Question

17．醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補(bǔ)鈣、抗過(guò)敏和消炎等藥物．以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等雜質(zhì)）生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.0%～103.0%）的主要流程如下：

（1）除雜操作是加入氫氧化鈣固體，調(diào)節(jié)溶液的pH為8.0～8.5，以除去溶液中的少量Al³⁺、Fe³⁺，檢驗(yàn)Fe（OH）₃是否沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作是取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe（OH）₃沉淀完全；
（2）酸化操作是加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH約為4.0，其目的有：
①將溶液中的少量Ca（OH）₂轉(zhuǎn)化為CaCl₂；
②防止溶液吸收空氣中CO₂；
（3）測(cè)定樣品中Cl^-含量的方法是：
a．稱(chēng)取0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中；c．用0.0500mol•L^-1AgNO₃溶液滴定至終點(diǎn)，消耗AgNO₃溶液體積的平均值為20.00mL．
①上述測(cè)定過(guò)程中不需要用盛裝溶液潤(rùn)洗的儀器有錐形瓶，若潤(rùn)洗后會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高
②計(jì)算上述樣品中CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.9%；
③若用上述方法測(cè)定的樣品中CaCl₂•2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可忽略），其可能原因有：樣品中存在少量的NaCl；少量的CaCl₂.2H₂O失水．
（4）工業(yè)上冶煉金屬鈣的方法是電解法；請(qǐng)寫(xiě)出此冶煉的化學(xué)反應(yīng)方程式CaCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Ca+Cl₂↑．

Answer 1

分析 工業(yè)碳酸鈣加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鋁等，加入試劑氫氧化鈣溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為8.0～8.5，以除去溶液中少量的Al³⁺、Fe³⁺，然后再加鹽酸酸化，在酸性條件下蒸發(fā)結(jié)晶可得到CaCl₂•2H₂O，
（1）Fe³⁺與KSCN反應(yīng)生成紅色物質(zhì)Fe（SCN）₃，檢驗(yàn)Fe³⁺是否存在的，選用KSCN溶液；
（2）因在除雜過(guò)程中加入了Ca（OH）₂，故加入鹽酸與溶液中的少量Ca（OH）₂反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為CaCl₂；另Ca（OH）₂易吸收空氣中的CO₂，生成CaCO₃沉淀，故加入鹽酸還可以防止溶液吸收空氣中CO₂，Ca（OH）₂吸收空氣中的CO₂，生成CaCO₃沉淀，如果吸收大量的CO₂ 會(huì)導(dǎo)致最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；
（3）①滴定實(shí)驗(yàn)中滴定管需要用待裝液潤(rùn)洗，錐形瓶不需要潤(rùn)洗；
②根據(jù)到達(dá)滴定終點(diǎn)生成氯化銀的物質(zhì)的量等于消耗的硝酸銀的物質(zhì)的量這一關(guān)系求出消耗硝酸銀的物質(zhì)的量，則n（AgCl）=2n（CaCl₂.2H₂O），
據(jù)此可以算出實(shí)際上的CaCl₂.2H₂O的物質(zhì)的量，進(jìn)而求出質(zhì)量．注意溶液體積是從250mol中取25ml，所以在計(jì)算時(shí)要注意這一點(diǎn)；
③樣品中存在少量的NaCl，根據(jù) n（AgCl）2n（CaCl₂.2H₂O）可知，CaCl₂.2H₂O的物質(zhì)的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導(dǎo)致分母變小，值偏大；
（4）金屬冶煉的方法主要有：
熱分解法：對(duì)于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬?gòu)钠浠�合物中還原出來(lái)（Hg及后邊金屬）；
熱還原法：在金屬活動(dòng)性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑（C、CO、H₂、活潑金屬等）將金屬?gòu)钠浠�合物中還原出來(lái)（Zn～Cu）；
電解法：活潑金屬較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬（K～Al）．

解答 解：（1）Fe³⁺與KSCN反應(yīng)生成紅色物質(zhì)Fe（SCN）₃，檢驗(yàn)Fe³⁺是否存在的，選用KSCN溶液，
故答案為：取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則表明Fe（OH）₃ 沉淀完全；
（2）酸化操作是加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH約為4.0，其目的有：將溶液中的少量Ca（OH）₂轉(zhuǎn)化為CaCl₂；③防止溶液吸收空氣中CO₂，
故答案為：將溶液中的少量Ca（OH）₂轉(zhuǎn)化為CaCl₂，防止溶液吸收空氣中CO₂；
（3）①滴定實(shí)驗(yàn)中滴定管需要用待裝液潤(rùn)洗，錐形瓶不需要潤(rùn)洗，若潤(rùn)洗會(huì)增大待測(cè)溶液中溶質(zhì)量，導(dǎo)致消化步驟溶液體積增大，測(cè)定待測(cè)液的濃度偏高，
故答案為：錐形瓶；偏高；  
②樣品中n（Cl^-）=0.05000mol•L^-1×0.02039L×10=0.010195mol，根據(jù)n（AgCl）=2n（CaCl₂.2H₂O），則n（CaCl₂.2H₂O）=0.0050975mol，所以m（CaCl₂.2H₂O）=0.0050975mol×147g/mol=0.7493325g，則有：$\frac{0.7493225g}{0.7500g}$×100%=99.9%，
故答案為：99.9%；
③樣品中存在少量的NaCl會(huì)導(dǎo)致CaCl₂.2H₂O的物質(zhì)的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導(dǎo)致分母變小，值偏大．
故答案為：樣品中存在少量的NaCl；少量的CaCl₂.2H₂O失水；
（4）工業(yè)上冶煉金屬鈣的方法是電解熔融氯化鈣得到，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Ca+Cl₂↑，
故答案為：電解法； CaCl₂ $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Ca+Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物中含量的測(cè)定，涉及實(shí)驗(yàn)的基本操作、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)誤差分析、混合物分離及含量測(cè)定的計(jì)算等，注意離子的檢驗(yàn)方法和常見(jiàn)儀器的使用，樣品純度的分析要注意溶液中可能發(fā)生的反應(yīng)，注意有效數(shù)字問(wèn)題，題目綜合性較強(qiáng)，難度中等．