水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定...
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水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(1)在分解水泥样品过程中,以盐*为溶剂,*化铵为助溶剂,还需加入几滴**。加入**的目的是________________________________________,还可使用___________代替**。
(2)沉淀A的主要成分是_________,其不溶于强*但可与一种弱*反应,该反应的化学方程式为____________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是______________________________________。沉淀B的主要成分为_____________、____________(填化学式)。
(4)草*钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草*的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:MnO4-+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
【回答】
将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ 双氧水(H2O2) SiO2 (或H2SiO3) SiO2+4HFSiF4↑+2H2O 防止胶体生成,易沉淀分离 Fe(OH)3 Al(OH)3 45.0%
【解析】
(1)根据题中信息,水泥中含有一定量的铁、铝、镁等金属氧化物,根据流程需要除去这些杂质,因为 Fe3+容易在pH较小时以*氧化物的形式沉淀出来,因此加入**的目的是将样品中可能存在的Fe2+转化成Fe3+; 加入的物质要具有氧化*,同时不能引入新的杂质,因为过氧化*被称为绿*氧化剂,所以可以选择双氧水;
(2)根据水泥中成分,二氧化硅不溶于一般*溶液,所以沉淀A是二氧化硅; SiO2溶于***,发生的反应是:SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
(3)盐类水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+、Al3+水解转换为Fe(OH)3、(OH)3;根据流程图,pH4~5时Ca2+、Mg2+不沉淀,Fe3+、Al3+沉淀,所以沉淀B为Fe(OH)3、(OH)3。
(4)草*钙的化学式为CaC2O4,MnO4-作氧化剂,化合价降低5价,H2C2O4中的C化合价由+3价→+4价,整体升高2价,最小公倍数为10, 因此MnO4-的系数为2,H2C2O4的系数为5,运用关系式法5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=0.0500mol/L×36.00×10-3mL=1.80×10-3mol
n(Ca2+)=4.50×10-3mol
水泥中钙的质量分数为4.50×10-3mol×40.0g/mol/0.400g×100%=45.0%。
知识点:二氧化硅
题型:综合题
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