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：

回答下列問題：

（1）沉淀A的主要成分是__。

（2）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__，請寫出相應的離子方程式：__。

（3）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，實驗中稱取0.400g水泥樣品，滴定時消耗了0.0500molL-1KMnO4溶液36.00mL。

①請配平此滴定過程中的反應。

___MnO+___H++___H2C2O4——___Mn2++___CO2+___H2O

②求該水泥樣品中鈣的質量分數為___。

Answer 1

【答案】SiO2 將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ 3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O 2 6 5 2 10 8 45.0%

【解析】

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，加入氯化銨、鹽酸和硝酸，由于二氧化硅與酸不反應，則得到的沉淀A為SiO2，濾液中含有Ca2+、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋等離子，加入氨水調節pH4~5，可生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，加熱的目的是防止生成膠體而難以分離，濾液主要含有Ca2＋，加入草酸銨可生成草酸鈣沉淀，加入硫酸用高錳酸鉀測定，發生5Ca2＋～5H2C2O4～2KMnO4，根據高錳酸鉀的量可計算含量。

（1）由以上分析可知沉淀A為SiO2，故答案為：SiO2；

（2）鐵離子在pH較小時易生成沉淀，加入硝酸可氧化亞鐵離子生成鐵離子，相應的離子方程式：3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O；

故答案為：將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋；3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O；

（3）①在硫酸條件下，高錳酸鉀將C2O42－氧化為CO2，自身被還原為MnSO4，依據氧化還原反應得失電子守恒、原子個數守恒寫出反應的離子方程式：2MnO4－+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O，故答案為：2MnO4－+5H2C2O4+6H＋=2Mn2＋+10CO2↑+8H2O；

②反應的關系式為5Ca2＋～5H2C2O4～2KMnO4，

n（KMnO4）=0.0500mol·L－1×36.00mL=1.800mmol，n（Ca2＋）=4.500mmol，水泥中鈣的質量分數為×100%=45.00%，故答案為：45.00%。