Question

武穴市擁有較豐富的大理石礦產(chǎn)資源，但原生礦的純度較低．武穴大理石含有的雜質(zhì)主要是Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂．以下是某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的制取純凈CaCO₃粉末的實(shí)驗(yàn)步驟（假設(shè)每步反應(yīng)均完全進(jìn)行），請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出武穴大理石與硝酸反應(yīng)的離子方程式（任寫一個(gè)）

 

．
（2）固體殘?jiān)麬的化學(xué)式為

 

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（3）試劑B的作用是使濾液A中的Fe³⁺、Al³⁺盡可能沉淀完全，則試劑B可以是

 

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A．NaOH溶液   B．稀氨水    C．NaHCO₃溶液   D．Na₂CO₃溶液
（4）檢驗(yàn)濾液B中是否含有Fe³⁺的方法是

 

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（5）濾液C的主要溶質(zhì)的化學(xué)式為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：武穴大理石用足量的硝酸溶解，發(fā)生反應(yīng)為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，過濾除去固體殘?jiān)麬為二氧化硅，則濾液A含有鈣離子、鐵離子、鋁離子，加入足量的試劑B即成弱堿性使鐵離子、鋁離子以氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀而除去，再加入適量的碳酸銨與溶液中的硝酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和硝酸銨，過濾得到碳酸鈣，以此分析解答；
（1）根據(jù)以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，發(fā)生反應(yīng)為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）根據(jù)以上分析，固體殘?jiān)麬的化學(xué)式為SiO₂；
（3）試劑B的作用是使濾液A中的Fe³⁺、Al³⁺盡可能沉淀完全，根據(jù)氫氧化鋁會(huì)繼續(xù)與強(qiáng)堿反應(yīng)，但不能使鈣離子也沉淀分析；
（4）檢驗(yàn)濾液B中是否含有Fe³⁺的方法是取少量濾液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則含有Fe³⁺，否則不含有Fe³⁺；
（5）根據(jù)以上分析，碳酸銨與溶液中的硝酸鈣反應(yīng)產(chǎn)物分析；

解答： 解：武穴大理石用足量的硝酸溶解，發(fā)生反應(yīng)為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，過濾除去固體殘?jiān)麬為二氧化硅，則濾液A含有鈣離子、鐵離子、鋁離子，加入足量的試劑B即成弱堿性使鐵離子、鋁離子以氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀而除去，再加入適量的碳酸銨與溶液中的硝酸鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和硝酸銨，過濾得到碳酸鈣；
（1）根據(jù)以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，發(fā)生反應(yīng)為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑或Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）根據(jù)以上分析，固體殘?jiān)麬的化學(xué)式為SiO₂；故答案為：SiO₂；
（3）試劑B的作用是使濾液A中的Fe³⁺、Al³⁺盡可能沉淀完全，根據(jù)氫氧化鋁會(huì)繼續(xù)與強(qiáng)堿反應(yīng)，所以試劑B呈弱堿性，但不能使鈣離子也沉淀所以不選碳酸鹽，故選：BC；
（4）檢驗(yàn)濾液B中是否含有Fe³⁺的方法是取少量濾液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則含有Fe³⁺，否則不含有Fe³⁺；故答案為：取少量濾液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則含有Fe³⁺，否則不含有Fe³⁺；
（5）根據(jù)以上分析，濾液C的主要溶質(zhì)的化學(xué)式為NH₄NO₃，故答案為：NH₄NO₃；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離、提純的方法及基本操作的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，把握流程中物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離方法為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、推斷及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度不大．