Question

氯化鈣常用于道路融冰劑和干燥劑，具有易溶于水，易吸潮等性質。實驗室用工業大理石（含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質）制備氯化鈣的主要流程如下：
完成下列填空：
（1）上述使用的鹽酸的物質的量濃度約為6.0mol/L，若用36.5%的鹽酸（密度為1.2g/mL）配置6.0mol/L的鹽酸100mL，所需的玻璃儀器有玻璃棒、量筒、膠頭滴管、                             ；需要量取36.5%的鹽酸           mL；配制過程中，若其他操作都正確，下列操作會引起濃度偏小的是        。

A．定容搖勻后發現液面低于刻度線

B．定容時俯視容量瓶的刻度線

C．將溶液轉入容量瓶后，沒有洗滌燒杯和玻璃棒，就轉入定容操作

D．如果加水超過了刻度線，取出少量水使液面恰好到刻度線

（2）步驟Ⅰ中有關反應的離子方程式有：                                      、                                   、                                     。
（3）步驟Ⅱ控制石灰水用量的目的是防止（用離子方程式表示）：                  。
（4）濾渣的主要成分有（寫化學式）                   。
（5）步驟Ⅴ所含的操作依次是                   、              。
（6）制得的氯化鈣可以通過如下步驟測定其純度：
①稱取5.5g無水氯化鈣樣品；②溶解；③滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反應后過濾；④      、   ；⑤稱量。若得到4.3g碳酸鈣，則氯化鈣的質量分數為         ；若實驗操作規范而測定結果偏低，其原因是                                                                             。

Answer 1

（1）燒杯、100ml容量瓶（各1分，多寫1個扣1分，容量瓶沒有寫規格0分）；50（2分）；CD（2分、寫對一個得1分，寫錯一個0分）
（2）CaCO₃＋2H^＋＝Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑（2分）；Al₂O₃＋6H^＋＝2Al^3＋＋3H₂O（2分）；Fe₂O₃＋6H^＋＝2Fe^3＋＋3H₂O（2分）；
（3）Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O（2分）
（4）Al(OH)₃、Fe(OH)₃（2分、寫對一個得1分，寫錯一個0分）
（5）蒸發濃縮，冷卻結晶（各1分）
（6）洗滌、干燥（各1分）；87%（2分）；洗滌時，有少量的碳酸鈣溶解（2分）

試題分析：（1）要配制100ml6mol/L的鹽酸，所需的玻璃儀器除了玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還需要稀釋用到的燒杯，轉移時用到的100ml容量瓶。由于在稀釋過程中溶質的質量不變，所以還需要量取36.5%的鹽酸的體積為＝50ml。根據c_B＝可得，一定物質的量濃度溶液配制的誤差都是由溶質的物質的量ｎ_B和溶液的體積V引起的。誤差分析時，關鍵要看配制過程中引起ｎ和V怎樣的變化。在配制一定物質的量濃度溶液時，若n_B比理論值小，或V比理論值大時，都會使所配溶液濃度偏��；若n_B比理論值大，或V比理論值小時，都會使所配溶液濃度偏大，據此可以判斷。A、定容搖勻后發現液面低于刻度線屬于正確現象，濃度不變；B、定容時俯視容量瓶的刻度線，則容量瓶中溶液的體積減少，濃度偏高；C、將溶液轉入容量瓶后，沒有洗滌燒杯和玻璃棒，就轉入定容操作，則溶質的物質的量減少，測定結果偏低；D、如果加水超過了刻度線，取出少量水使液面恰好到刻度線，則導致溶質的物質的量減少，測定結果偏低，因此正確的答案選CD。
（2）由于碳酸鈣、氧化鐵、氧化鋁均能和鹽酸反應，所以步驟Ⅰ中有關反應的離子方程式有CaCO₃＋2H^＋＝Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑、Al₂O₃＋6H^＋＝2Al^3＋＋3H₂O、Fe₂O₃＋6H^＋＝2Fe^3＋＋3H₂O。
（3）由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于強堿溶液中。所以步驟Ⅱ控制石灰水用量的目的是防止氫氧化鈣過量溶解生成的氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。
（4）由于溶液中的Al^3＋、Fe^3＋均和氫氧化鈣反應生成Al(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀，因此濾渣的主要成分是Al(OH)₃、Fe(OH)₃。
（5）步驟Ⅴ的主要目的是得到氯化鈣晶體，所以所含的操作依次是蒸發濃縮，冷卻結晶。
（6）沉淀過濾出來后需要洗滌并干燥。4.3g碳酸鈣的物質的量＝4.3g÷100g/mol＝0.043mol，根據原子守恒可知氯化鈣的物質的量也是0.043mol，則氯化鈣的質量＝0.043mol×111g/mol＝4.773g，因此氯化鈣的純度＝×100%＝86.78%。碳酸鈣不溶于水是相對的，不可能絕對不溶。由于在洗滌時，有少量的碳酸鈣溶解，從而導致測定結果偏低。