Question

目前世界各國獲得鎂的主要來源從海水中提取，以下是提取鎂的過程中涉及到的幾種物質常溫下的溶度積常數，根據你所學的知識回答下面的幾個問題：?

物質	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	Mg(OH)2
溶度積	2.8×10-9	6.8×10-6	5.5×10-6	1.8×10-11

(1)在從海水中提取鎂時，往往用到貝殼（主要成分是CaCO₃），你認為        (填“能”或“不能”)通過將貝殼研磨成粉末直接投入海水里制備含鎂的沉淀，理由是                                。如果不能直接投入，應將貝殼作何處理，試寫出化學方程式：                          。（若第一個空格填“能”，此空格不填；若填“不能”， 此空格只須第一步處理的化學反應方程式。）
（2）已知某地海水中的鎂離子的濃度為1.8×10^-3 mol·L^-1,則常溫下要使鎂離子產生沉淀，溶液pH最低應為        。
（3）實驗室中常用CaCO₃制CO₂，其產物之一的氯化鈣是應用廣泛的化學試劑，可作干燥劑、冷凍劑等。為了測定某氯化鈣樣品中鈣元素的含量，進行如下實驗：
（I）準確稱取氯化鈣樣品0.2000g，放入燒杯中，加入適量6mol/L的鹽酸和適量蒸餾水使樣品完全溶解，再加入35mL 0.25mol/L （NH₄）₂C₂O₄溶液，水浴加熱，逐漸生成CaC₂O₄沉淀，經檢驗，Ca²⁺已沉淀完全。
（II）過濾并洗滌（I）所得沉淀。
（III）加入足量的10% H₂SO₄溶液和適量的蒸餾水，（II）中沉淀完全溶解，溶液呈酸性，加熱至75℃，趁熱逐滴加入0.05000 mol/L KMnO₄溶液16.00mL，恰好完全反應。請回答：
已知滴定過程發生的反應為2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ ="=2" Mn²⁺ +10 CO₂↑+8 H₂O（已配平）
①0.05000 mol/L KMnO₄溶液標準溶液應置于         （選填“酸式”或“堿式”）滴定管中。
②滴定終點的現象為                                 。
③該氯化鈣樣品中鈣元素的質量百分數為            。

Answer 1

（12分）（1）不能（1分）貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃,由于CaCO₃比MgCO₃還要難溶，所以將其直接投入海水中不能產生MgCO₃（2分）；CaCO₃CaO＋CO₂↑?（2分，條件寫△，不扣分）
(2)10（2分）（3）①酸式（1分） ②溶液由無色變成紫色，且半分鐘內不退去（2分） ③40%（2分）

試題分析：（1）貝殼研磨成粉末仍是CaCO₃,由于CaCO₃比MgCO₃還要難溶，所以將其直接投入海水中不能產生MgCO₃，所以不能通過將貝殼研磨成粉末直接投入海水里制備含鎂的沉淀。碳酸鈣加熱分解生成的氧化鈣，能溶于水生成氫氧化鈣，從而生成氫氧化鎂沉淀，反應的化學方程式是CaCO₃CaO＋CO₂↑。
（2）已知氫氧化鎂的溶度積常數是1.8×10^-11，則常溫下要使鎂離子產生沉淀時OH^－的濃度應該是，所以溶液pH最低應為10。
（3）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠，且需要用稀硫酸酸化，所以KMnO₄溶液標準溶液應置于酸式滴定管中。
②應用酸性高錳酸鉀溶液自身顯紫紅色，所以滴定終點時的現象是溶液由無色變成紫色，且半分鐘內不退去。
③根據2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ ="=2" Mn²⁺ +10 CO₂↑+8 H₂O可知，草酸的物質的量是0.05000 mol/L×0.016L×2.5＝0.002mol，則草酸鈣的物質的量也是0.002mol，所以該氯化鈣樣品中鈣元素的質量百分數為。
點評：該題是中等難度的試題，試題貼近高考，難度較大，注重能力的培養。該題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。