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、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：

（1）在分解水泥樣品過程中，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________________________，還可使用___________代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_________，其不溶于強酸但可與一種弱酸反應，該反應的化學方程式為____________________________________。

（3）加氨水過程中加熱的目的是___________________________________________。

（4）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，滴定反應為：MnO4- +H+ +H2C2O4 →Mn2+ +CO2 +H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL，則該水泥樣品中鈣的質量分數為______________。

Answer 1

【答案】將樣品中的Fe2+氧化為Fe3+ H2O2 SiO2 SiO2 +4HF =SiF4↑ +2H2O 防止膠體生成，易生成沉淀 45.0%

【解析】

水泥樣品加入鹽酸，不溶物為二氧化硅，鐵、鋁、鎂、鈣等氧化物溶于鹽酸，滴加硝酸則生成的Fe為+3價；還可用其他強氧化劑代替入過氧化氫；調節溶液pH值4-5，使Fe3+、Al3+生成沉淀，再用草酸鈣檢測溶液中的Ca2+含量。

（1）加入硝酸的目的為把溶液中的亞鐵離子氧化成三價鐵離子，答案為：將樣品中的Fe2+氧化為Fe3+；還可用代替H2O2；

（2）沉淀A為SiO2，其與氫氟酸反應的方程式為：SiO2 +4HF =SiF4↑ +2H2O；

（3）加氨水過程中加熱的目的：防止膠體生成，易生成沉淀；

（4）反應的關系式為5Ca2+～5H2C2O4～2KMnO4，

n（KMnO4）=0.0500mol/L×36.00mL=1.80mmol， n（Ca2+）=4.50mmol，

水泥中鈣的質量分數為(4.50×10—3mol×40g/mol)×100%/0.400g =45.0%， 故答案為：45.0%。