Question

以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Na⁺、Fe³⁺等雜質）生產醫(yī)藥級二水合氯化鈣（CaCl₂?2H₂O的質量分數(shù)為97.0%～103.0%）的主要流程如下：

（1）溶解操作過程中發(fā)生反應的離子方程式是

 

，除雜操作是加入Ca（OH）₂溶液，此過程中發(fā)生反應的離子方程式是

 

．
（2）酸化操作中加入的試劑a是

 

，其目的是

 

（3）酸化之后進行的操作I是

 

．
（4）測定所生產的產品中CaCl₂?2H₂O含量的方法是：
a．稱取0.7500g產品樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．從容量瓶中量取25.00mL待測液于錐形瓶中，用AgNO₃溶液與之反應，消耗AgNO₃的物質的量為1.00×10^-3mol時，Cl^-恰好完全沉淀．
請計算：上述樣品中CaCl₂?2H₂O的質量分數(shù)是多少？

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：工業(yè)碳酸鈣加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鈉等，加入氫氧化鈣溶液，以除去溶液中少量的Fe³⁺，然后在酸性條件下蒸發(fā)結晶可得到CaCl₂?2H₂O，
（1）碳酸鈣可以和鹽酸發(fā)生反應生成氯化鈣、水以及二氧化碳；加入氫氧化鈣生成氫氧化鐵沉淀；
（2）加入過量鹽酸，可中和氫氧化鈣以及防止Ca²⁺在蒸發(fā)時發(fā)生水解；
（3）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥；
（4）根據氯元素守恒，得到氯化鈣和硝酸銀之間的關系式：2Ag⁺～2Cl^-～CaCl₂?2H₂O，代入數(shù)據計算即可．

解答： 解：（1）碳酸鈣可以和鹽酸發(fā)生反應生成氯化鈣、水以及二氧化碳，反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
加入氫氧化鈣溶液Fe³⁺沉淀完全，形成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
故答案為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃↓；
（2）因除去鐵離子需加入過量的氫氧化鈣，加入稀鹽酸，可中和氫氧化鈣以及防止Ca²⁺在蒸發(fā)時發(fā)生水解且不引入新的雜質，
故答案為：稀鹽酸；除去Ca（OH）₂雜質；
（3）氯化鈣溶液獲得氯化鈣晶體的方法：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥，
故答案為：蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥；
（4）設樣品中含CaCl₂?2H₂O為x mol．
由關系式：2Ag⁺～2Cl^-～CaCl₂?2H₂O
          2           1
       10^-3mol    

25

250

×x mol
解得x=5×10^-3mol
w（CaCl₂?2H₂O）=

5×10-3mol×147g/mol

0.7500g

×100%=98.0%．
答：樣品中CaCl₂?2H₂O的質量分數(shù)是98.0%．

點評：本題考查了制備實驗方案的設計，為高頻考點，側重于學生的分析、實驗和計算能力的考查，計算時注意關系式的利用，注意的是從250mL中取25mL，所以在計算時要注意這一點，難度中等．