Question

19．醫用氯化鈣可用于生產補鈣、抗過敏和消炎等藥物．以工業碳酸鈣（含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等雜質）生產醫藥級二水合氯化鈣（CaCl₂•2H₂O的質量分數為97.0%-103.0%）的主要流程如圖：

（1）除雜操作是加入氫氧化鈣，調節溶液的pH為8.0-8.5，以除去溶液中的少量Al³⁺、Fe³⁺．檢驗Fe（OH）3是否沉淀完全的試驗操作是取少量上層清液與試管中，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則表明Fe（OH）₃沉淀完全．
（2）酸化操作是加入鹽酸，調節溶液的pH約為4.0，其目的有：①將溶液中的少量Ca（OH）₂轉化為CaCl₂；②防止Ca²⁺在蒸發時水解；防止溶液吸收空氣中CO₂．
（3）測定樣品中Cl^- 含量的方法是：a．稱取0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中；c．用0.05000mol•L-1AgNO₃溶液滴定至終點，消耗AgNO₃溶液體積的平均值為20.39mL．
①計算上述樣品中CaCl₂•2H₂O的質量分數為99.9%．
②若用上述辦法測定的樣品中CaCl₂•2H₂O的質量分數有時超過100.0%（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因有樣品中存在少量的NaCl或少量的CaCl₂.2H₂O失水．

Answer 1

分析 工業碳酸鈣（含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等雜質），加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鈉、氯化鋁等，加入氫氧化鈣溶液，以除去溶液中少量的Fe³⁺，然后在酸性條件下蒸發結晶可得到CaCl₂•2H₂O，
（1）Fe³⁺與KSCN反應生成紅色物質Fe（SCN）₃，檢驗Fe³⁺是否存在的，選用KSCN溶液；
（2）因在除雜過程中加入了Ca（OH）₂，故加入鹽酸與溶液中的少量Ca（OH）₂反應使其轉化為CaCl₂；另Ca（OH）₂易吸收空氣中的CO₂，生成CaCO₃沉淀，故加入鹽酸還可以防止溶液吸收空氣中CO₂，Ca（OH）₂吸收空氣中的CO₂，生成CaCO₃沉淀，如果吸收大量的CO₂ 會導致最終質量分數偏低；
（3）①根據到達滴定終點生成氯化銀的物質的量等于消耗的硝酸銀的物質的量這一關系求出消耗硝酸銀的物質的量，則n（AgCl）=2n（CaCl₂.2H₂O），
據此可以算出實際上的CaCl₂.2H₂O的物質的量，進而求出質量．注意的是我們是從250mol中取25ml，所以在計算時要注意這一點；
②樣品中存在少量的NaCl，根據 n（AgCl）2n（CaCl₂.2H₂O）可知，CaCl₂.2H₂O的物質的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導致分母變小，值偏大．

解答 解：工業碳酸鈣（含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等雜質），加入鹽酸可完全溶解生成氯化鈣、氯化鐵以及氯化鈉、氯化鋁等，加入氫氧化鈣溶液，以除去溶液中少量的Fe³⁺，然后在酸性條件下蒸發結晶可得到CaCl₂•2H₂O，
（1）Fe³⁺與KSCN反應生成紅色物質Fe（SCN）₃，檢驗Fe³⁺是否存在的，選用KSCN溶液，
故答案為：取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則表明Fe（OH）₃ 沉淀完全；
（2）酸化操作是加入鹽酸，調節溶液的pH約為4.0，其目的有：①將溶液中的少量Ca（OH）₂轉化為CaCl₂； ②防止Ca²⁺在蒸發時水解；③防止溶液吸收空氣中CO₂，
故答案為：將溶液中的少量Ca（OH）₂轉化為CaCl₂；防止Ca²⁺在蒸發時水解；防止溶液吸收空氣中CO₂；
（3）①樣品中n（Cl^-）=0.05000mol•L^-1×0.02039L×10=0.010195mol，根據n（AgCl）=2n（CaCl₂.2H₂O），則n（CaCl₂.2H₂O）=0.0050975mol，所以m（CaCl₂.2H₂O）=0.0050975mol×147g/mol=0.7493325g，則有：$\frac{0.7493225g}{0.7500g}$×100%=99.9%，
故答案為：99.9%；
②樣品中存在少量的NaCl會導致CaCl₂.2H₂O的物質的量增大．同樣若CaCl₂.2H₂O失水導致分母變小，值偏大，
故答案為：樣品中存在少量的NaCl或少量的CaCl₂.2H₂O失水．

點評 本題考查混合物中含量的測定，涉及實驗的基本操作、實驗儀器的選擇、實驗誤差分析、混合物分離及含量測定的計算等，注意離子的檢驗方法和常見儀器的使用，樣品純度的分析要注意溶液中可能發生的反應，注意有效數字問題，題目綜合性較強，難度中等．