Question

一水草酸鈣（CaC₂O₄?H₂O）可用作分離稀有金屬的載體．其制備方法如下：
步驟I：用精制氯化鈣稀溶液與草酸溶液共熱反應(yīng)，過濾，將固體溶于熱鹽酸中．
步驟Ⅱ：加氨水反應(yīng)得一水草酸鈣沉淀，過濾，熱水洗滌，在105℃干燥得產(chǎn)品．
（1）寫出步驟Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）已知CaC₂O₄?H₂O的K_sp=-2.34×10^-9，為使步驟Ⅱ溶液中c（C₂O₄^2-）≤1×10^-5 mol?L^-1，c（Ca²⁺）的范圍為

 

．
（3）為研究一水草酸鈣的熱分解性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取36.50g樣品加熱，樣品的固體殘留率（

固體樣品的剩余質(zhì)量

固體樣品的起始質(zhì)量

×100%）隨溫度的變化如圖所示．
①300℃時(shí)殘留固體的成分為

 

，900℃時(shí)殘留固體的成分為

 

．
②通過計(jì)算求出500℃時(shí)固體的成分及質(zhì)量．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

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

專題：圖示題

分析：（1）氯化鈣和草酸反應(yīng)生成草酸鈣，草酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成草酸和氯化鈣，加入氨水，生成一水草酸鈣和氯化銨和水，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)溶度積常數(shù)Ksp=c（C₂O₄^2-）?c（Ca²⁺）來計(jì)算鈣離子濃度；
（3）①由圖可知：300℃固體殘留率為：87.67%，100g固體中殘留87.67g，t₂時(shí)，900℃時(shí)固體殘留率為38.36%，100g固體中殘留38.36g，觀察化學(xué)式：CaC₂O₄?H₂O，其逐步分解的固體產(chǎn)物必為含Ca的化合物，則固體產(chǎn)物的物質(zhì)的量應(yīng)與CaC₂O₄?H₂O相同．
設(shè)300℃和900℃時(shí)殘留固體的成分A、B的相對(duì)分子質(zhì)量分別為x、y，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算A、B的相對(duì)分子質(zhì)量，據(jù)此判斷A、B的化學(xué)式．
②利用①方法先判斷500℃時(shí)殘留固體是CaC₂O₄和CaCO₃的混合物，根據(jù)固體質(zhì)量關(guān)系和物質(zhì)的量關(guān)系列方程組求解．

解答： 解：（1）氯化鈣和草酸反應(yīng)生成草酸鈣，草酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成草酸和氯化鈣，加入氨水，生成一水草酸鈣和氯化銨和水，據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；H₂C₂O₄+CaCl₂+2NH₃?H₂O=CaC₂O₄?H₂O↓+2NH₄Cl+H₂O，故答案為：H₂C₂O₄+CaCl₂+2NH₃?H₂O=CaC₂O₄?H₂O↓+2NH₄Cl+H₂O；
（2）由Ksp=c（C₂O₄^2-）?c（Ca²⁺）可知，欲使c（C₂O₄^2-）≤1.0×10^-5mol?L^-1，應(yīng)保持溶液中c（Ca²⁺）≥

Ksp

c(C2O42-)

=

2.34×10-9

1.0×10-5

mol/L=2.34×10^-4 mol/L，
故答案為：≥2.34×10^-4mol/L；
（3）①設(shè)300℃和900℃時(shí)殘留固體的成分A、B的相對(duì)分子質(zhì)量分別為x、y，則：
由CaC₂O₄?H₂O～～～～A
       146         x
       100 g     87.67 g
所以x=

87.67g×146

100g

=128，CaC₂O₄?H₂O相對(duì)分子質(zhì)量為146，A與 CaC₂O₄?H₂O的相對(duì)分子質(zhì)量相差18，則A為CaC₂O₄．
由CaC₂O₄?H₂O～～～～～B
          146        y
         100g     38.36g
y=

38.36g×146

100g

=56，則B為CaO．
故答案為：CaC₂O₄；CaO；
②設(shè)600℃時(shí)殘留固體的成分C的相對(duì)分子質(zhì)量分別為z，
由CaC₂O₄?H₂O～～～～C
       146         z
       100 g     68.49g
z=

146g×68.49g

100g

=100，則C為碳酸鈣，
由此判斷500℃時(shí)殘留固體是CaC₂O₄和CaCO₃的混合物，
樣品中一水草酸鈣的物質(zhì)的量為：

36.5g

146g/mol

=0.25mol，設(shè)混合物中
CaC₂O₄和CaCO₃的物質(zhì)的量分別為x、y，根據(jù)500℃時(shí)固體總質(zhì)量可得：128x+100y=36.50×76.16%
根據(jù)鈣元素守恒，可得：x+y=0.25，解得x=0.1，y=0.15
m（CaC₂O₄）=0.1mol×128g/mol=12.8g，
m（CaCO₃）=0.15mol×100g/mol=15.0g，
答：500℃時(shí)固體的成分為：12.8gCaC₂O₄和15.0gCaCO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題利用圖示信息確定物質(zhì)化學(xué)式的計(jì)算，旨在考查理解并應(yīng)用曲線及根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析反應(yīng)情況，確定反應(yīng)物與產(chǎn)物間量的關(guān)系的能力，并據(jù)此進(jìn)行相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算及提高化學(xué)式的推斷技能，難度較大．