Question

【題目】茶是我國人民喜愛的飲品。我市某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素。

已知：草酸銨[(NH4)2C2O4]屬于弱電解質。草酸鈣(CaC2O4)難溶于水。Ca2＋、Al3＋、Fe3＋完全沉淀的pH為Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。

請根據上述過程及信息填空：

（1）步驟②加鹽酸的作用是________________。

（2）寫出檢驗Ca2＋的離子方程式__________________________。

（3）寫出沉淀C所含主要物質的化學式________________________。

（4）寫出步驟⑧用A試劑生成紅色溶液的離子方程式__________________________。

（5）步驟⑨的作用是_____________________________________。

（6）稱取400 g茶葉樣品灼燒得灰粉后，加入過量鹽酸后過濾，將所得濾液加入過量的(NH4)2C2O4溶液，再過濾、洗滌、干燥、稱量得到5.12 g沉淀，原茶葉中鈣元素的質量分數為________。

Answer 1

【答案】 使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出(或使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋溶解) Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH（ Fe(OH)3、Al(OH)3 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀 0.400%

【解析】茶葉經灼燒，茶葉灰中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素，加入鹽酸后可生成可溶性的氯化物，經過濾后，在濾液中加入氨水調節pH6～7，加熱至沸30min，經過濾得到的沉淀C為氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，濾液為氯化鈣溶液，加入草酸銨后可得草酸鈣沉淀，在濾液中加入鹽酸后分為兩份，加入試劑A，溶液變成紅色，則A應為KSCN溶液，溶液2中加入6mol/L的NaOH溶液調pH至4，可得到氫氧化鐵沉淀，濁液靜置分層后上層清液為氯化鋁溶液，加入試劑B可檢驗鋁離子，生成紅色絡合物。（1）由上述分析可知，步驟②向茶葉灰分中加鹽酸的作用是將其中的Ca2+、Al3+、Fe3+溶解；（2）⑤過濾后所得濾液中含Ca2+，檢驗Ca2+的離子方程式為：Ca2++（NH4）2C2O4=CaC2O4↓+2NH4+；（3）步驟④在pH為6-7時加熱30 min，可使Al3+、Fe3+轉化成沉淀，即沉淀C為Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；（4）步驟⑧是檢驗Fe3+，可加入KSCN 或NH4SCN進行檢驗，溶液變紅色，反應的離子方程式為：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3；（5）步驟⑨將pH值調節至4～5，此時鋁離子沒有沉淀而鐵離子沉淀完全，即：使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀；（6）5.12g沉淀為CaC2O4，含Ca元素的質量為5.12g××100%=1.6g，則原茶葉中鈣元素的質量分數為×100%=0.400%。