Question

目前世界各國(guó)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(zhì)常溫下的溶度積常數(shù)，根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)回答下面的幾個(gè)問題：

物質(zhì)	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(shí)，往往用到貝殼（主要成分是CaCO₃），你認(rèn)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(yīng)將貝殼作何處理，試寫出化學(xué)方程式：

 

．（若第一個(gè)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(xué)反應(yīng)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(chǎn)生沉淀，溶液pH最低應(yīng)為

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)室中常用CaCO₃制CO₂，其產(chǎn)物之一的氯化鈣是應(yīng)用廣泛的化學(xué)試劑，可作干燥劑、冷凍劑等．為了測(cè)定某氯化鈣樣品中鈣元素的含量，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（Ⅰ）準(zhǔn)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(jīng)檢驗(yàn)，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0.05000mol/L KMnO₄溶液16.00mL，恰好完全反應(yīng)．請(qǐng)回答：
已知滴定過程發(fā)生的反應(yīng)為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（已配平）
①0.05000mol/L KMnO₄溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)置于

 

（選填“酸式”或“堿式”）滴定管中．
②滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為

 

．
③該氯化鈣樣品中鈣元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）根據(jù)貝殼（主要成分是CaCO₃）的溶解性分析；把CaCO₃轉(zhuǎn)化為CaO，CaO能與水反應(yīng)生成堿；
（2）根據(jù)Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），結(jié)合已知離子濃度計(jì)算；
（3）①根據(jù)高錳酸鉀的性質(zhì)選擇滴定管；
②H₂C₂O₄溶液為無色，當(dāng)高錳酸鉀過量時(shí)溶液為淺紫色；
③根據(jù)反應(yīng)中各個(gè)物質(zhì)的量的關(guān)系：由高錳酸鉀求出草酸根離子，再求出鈣的量，最后求出鈣元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）已知貝殼（主要成分是CaCO₃）的難溶于水，而且比MgCO₃還要難溶，所以將CaCO₃其直接投入海水中不能產(chǎn)生MgCO₃；把CaCO₃轉(zhuǎn)化為CaO，其反應(yīng)方程式為：CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑，CaO能與水反應(yīng)生成堿；
故答案為：不能；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(chǎn)生MgCO₃；CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；
（2）已知某地海水中的鎂離子的濃度為1.8×10^-3 mol?L^-1，則c²（OH^-）=

Ksp[Mg(OH)2]

c(Mg2+)

，c（OH^-）=

1.8×10-11 1.8×10-3

=1.0×10^-4 mol?L^-1，則c（H⁺）=1.0×10^-10 mol?L^-1，所以pH=10；
故答案為：10；
（3）①高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，所以要用酸式滴定管盛放，故答案為：酸式；
②H₂C₂O₄溶液為無色，將高錳酸鉀溶液滴加到草酸溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)高錳酸鉀稍過量時(shí)溶液變?yōu)闇\紫色，所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由無色變成紫色，且半分鐘內(nèi)不褪去，故答案為：溶液由無色變成紫色，且半分鐘內(nèi)不褪去；
③已知反應(yīng)消耗的高錳酸鉀為n（MnO₄^-）=0.05000mol/L×0.01600L=8.000×10^-4mol，
    2MnO₄^{- _～}5H₂C₂O₄ ～5CaC₂O₄～5Ca²⁺
      2                       5
    8.000×10^-4mol             n（Ca²⁺）
則

2

8.000×10-4mol

=

5

n(Ca2+)

，所以n（Ca²⁺）=2.000×10^-3mol，m（Ca）=nM=2.000×10^-3mol×40g/mol=0.08000g，
所以該氯化鈣樣品中鈣元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：

0.08000g

0.2000g

×100%=40%，
故答案為：40%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了溶度積常數(shù)的應(yīng)用、中和滴定實(shí)驗(yàn)、守恒法在計(jì)算中的應(yīng)用等，題目計(jì)算量較大，側(cè)重考查學(xué)生分析問題的能力、解決問題的能力，題目難度中等．