Question

【題目】天然石灰石是工業(yè)生產(chǎn)中重要的原材料之一，它的主要成分是 CaCO3，一般以CaO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示鈣含量，常采用高錳酸鉀法測定。步驟如下：

Ⅰ．稱取 a g 研細(xì)的石灰石樣品于 250 mL 燒杯中，加過量稀鹽酸溶解，水浴加熱 10 分鐘；

Ⅱ．稍冷后逐滴加入氨水至溶液 pH≈4，再緩慢加入適量(NH4)2C2O4 溶液，繼續(xù)水浴加熱30 分鐘；

Ⅲ．冷卻至室溫后過濾出沉淀，用另外配制的稀(NH4)2C2O4 溶液洗滌沉淀三次，再用蒸餾水洗滌至洗滌液中無法檢出 Cl；

Ⅳ．加入適量熱的稀硫酸至沉淀中，獲得的溶液用 c mol·L1 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。

Ⅴ．平行測定三次，消耗KMnO4 溶液的體積平均為 V mL。

已知：H2C2O4 是弱酸；CaC2O4 是難溶于水的白色沉淀。

⑴Ⅰ中為了加快反應(yīng)速率而采取的操作有_____。

⑵Ⅱ中加入氨水調(diào)節(jié)溶液 pH 的作用是_____。

⑶Ⅲ中洗滌得到干凈的沉淀。

①結(jié)合平衡移動原理，解釋用稀(NH4)2C2O4 溶液洗滌沉淀的目的__________________________。

②檢測洗滌液中無 Cl的試劑和現(xiàn)象是__________________________。

③若沉淀中的 Cl未洗滌干凈，則最終測量結(jié)果_____（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

⑷Ⅳ中用 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

①滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____。

②滴定至終點的現(xiàn)象為_____。

③樣品中以CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的鈣含量為_____（列出表達(dá)式）。

Answer 1

【答案】將石灰石粉碎、攪拌，適當(dāng)升高溫度等 避免酸性過強(qiáng)，生成的草酸鈣溶于酸 增加草酸根濃度，CaC2O4(s)Ca2+(aq) + C2O42(aq)，抑制草酸鈣溶解平衡 取最后一次洗滌液于試管，加入稀硝酸和硝酸銀，如有白色沉淀，則未洗凈，若無現(xiàn)象，則洗凈 偏大 5H2C2O4+ 2MnO4－+8 H+＝2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤�，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不變?yōu)樵瓉淼念伾?/span>

【解析】

將研細(xì)的石灰石溶于過量的稀鹽酸中，充分反應(yīng)后，逐滴加入氨水，降低酸性，再緩慢加入適量(NH4)2C2O4溶液，反應(yīng)生成草酸鈣沉淀并過濾，用稀(NH4)2C2O4 溶液洗滌沉淀，加入適量熱的稀硫酸，得到草酸溶液，再用KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。

⑴Ⅰ中為了加快反應(yīng)速率而采取的操作有將石灰石粉碎、攪拌，適當(dāng)升高溫度等；故答案為：將石灰石粉碎、攪拌，適當(dāng)升高溫度等。

⑵稍冷后逐滴加入氨水至溶液 pH≈4，再適量(NH4)2C2O4溶液，說明Ⅱ中加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH的作用是避免酸性過強(qiáng)，生成的草酸鈣溶于酸；故答案為：避免酸性過強(qiáng)，生成的草酸鈣溶于酸。

⑶①根據(jù)平衡移動原理可知，用稀(NH4)2C2O4 溶液洗滌沉淀的目的是增加草酸根離子濃度，CaC2O4(s)Ca2+(aq) + C2O42(aq)，抑制草酸鈣溶解平衡；故答案為：增加草酸根濃度，CaC2O4(s)Ca2+(aq) + C2O42(aq)，抑制草酸鈣溶解平衡。

②檢測洗滌液中無 Cl-的試劑和現(xiàn)象是取最后一次洗滌液于試管，加入稀硝酸和硝酸銀，如有白色沉淀，則未洗凈，若無現(xiàn)象，則洗凈；故答案為：最后一次洗滌液于試管，加入稀硝酸和硝酸銀，如有白色沉淀，則未洗凈，若無現(xiàn)象，則洗凈。

③若沉淀中的Cl-未洗滌干凈，則溶于稀硫酸后，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，Cl-與高錳酸鉀溶液反應(yīng)，因此消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液增大，計算出的草酸根物質(zhì)的量增大，則最終測量結(jié)果偏大；故答案為：偏大。

⑷①滴定時草酸溶液與酸性高錳酸鉀反應(yīng)，發(fā)生的離子方程式為5H2C2O4+ 2MnO4－+8 H+＝2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O；故答案為：5H2C2O4+ 2MnO4－+8 H+＝2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O。

②滴定至終點的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤海�溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不變?yōu)樵瓉淼念伾�；故答案為：�?dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤�，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘不變?yōu)樵瓉淼念伾��?/span>

③樣品中，則CaO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的鈣含量為；故答案為：。