Question

实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂·H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。

A.CaO                 B.CaCO₃              C.NH₃·H₂O          D.Ba(OH)₂

（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。

（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。

（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。

②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________。

③装置D的作用为______________________。

④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO₃沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO₃的质量分数为__________________。

Answer

（除去注明外，每空2分，共14分）（1）Fe(OH)3和Al(OH)3   AC  （2）蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）

（3）防止温度过高H2O2分解

（4）①关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好（合理即可）    ②排净装置中二氧化碳（1分）

③防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应（1分）   ④90%

【解析】

试题分析：（1）在碱性条件下，Al3+、Fe3+分别生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，所以滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3；由于实验室以工业碳酸钙为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的，所以试剂X不能选用碳酸钙。又因为不能引入新的杂质，所以不能选择氢氧化钡，可以选择氧化钙。由于后续实验中加入碳酸铵，所以X还可以是氨水，即答案选AC。

（2）由于氯化钙易溶于水，所以要得到氯化钙晶体，应该是蒸发浓缩冷却结晶，所以操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）。

（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，需要双氧水参加。由于双氧水易分解，所以温度不宜太高的原因是）防止温度过高H2O2分解。

（4）①由于B装置中含有分液漏斗，所以要检验其气密性，正确的操作应该是关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好。

②实验原理是利用盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2被氢氧化钡吸收生成碳酸钡沉淀，然后通过称量C装置的即可。由于在反应中装置中会残留CO2，所以通入空气的目的是排净装置中二氧化碳。

③由于空气中含有CO2，因此D装置中碱石灰的作用是防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应。

④根据碳原子守恒可知，CaCO3的质量是×100g/mol＝9.00g，所以样品中CaCO3的质量分数为×100%＝90%。

考点：考查物质的除杂、试剂和仪器的选择、反应条件可知、装置气密性检验、物质含量的测定等