Question

【題目】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵和鋁等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：

（1）在溶解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_____ ，還常使用_____ (填一種) 等物質代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分能與氫氟酸發生反應，該反應的化學方程式為__________。

（3）沉淀B 的主要成分有_____ (填化學式)。

（4）加氨水的過程中，加熱的目的是__________。

（5）草酸鈣沉淀經稀H2SO4處理后，用KMnO4標準溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定過程中發生反應的離子方程式為._________________。

Answer 1

【答案】 將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ 雙氧水等 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 防止膠體生成，易于沉淀分離 2MnO4-+5H2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O

【解析】試題分析：本題以實驗室測定水泥樣品中鈣含量的流程為載體，考查流程的分析，化學方程式和離子方程式的書寫，物質的除雜以及試劑的選擇。水泥樣品中加入氯化銨、鹽酸、硝酸，CaO與酸反應轉化為Ca2+，鐵和鋁的氧化物轉化為Fe3+和Al3+，SiO2不溶于酸，沉淀A的成分為SiO2，濾液中主要含Ca2+、Fe3+、Al3+；向濾液中加入氨水至pH為4~5并加熱，Fe3+、Al3+轉化成Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀而除去，沉淀B為Fe（OH）3、Al（OH）3；濾液中的Ca2+與草酸銨溶液中的C2O42-形成CaC2O4沉淀，CaC2O4中加入硫酸轉化成H2C2O4，用KMnO4溶液滴定H2C2O4。

（1）因為水泥熟料中含一定量的鐵和鋁等金屬的氧化物，加入硝酸的目的是：將樣品中可能存在的Fe2+氧化成Fe3+。通常使用綠色氧化劑H2O2代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分為SiO2，SiO2與氫氟酸反應的化學方程式為：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。

（3）沉淀B的主要成分的化學式為Fe（OH）3、Al（OH）3。

（4）加氨水的目的是調節pH除去Fe3+和Al3+，加熱的目的是：防止膠體生成，易于沉淀分離。

（5）KMnO4具有強氧化性，草酸具有還原性，滴定過程中發生氧化還原反應，KMnO4被還原為無色的Mn2+，草酸被氧化成CO2，H2C2O4屬于弱酸，應以化學式保留，反應可寫成MnO4-+H2C2O4→Mn2++CO2↑，根據得失電子守恒配平：2MnO4-+5H2C2O4→2Mn2++10CO2↑，結合原子守恒、電荷守恒和溶液呈酸性可寫出離子方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。