Question

1．金屬鈣線是煉制優質鋼材的脫氧脫磷劑，某鈣線的主要成分為金屬M和Ca，并含有3.5%（質量分數）CaO．
（1）Ca元素在周期表中位置是第四周期第ⅡA族，其原子結構示意圖．
（2）Ca與最活潑的非金屬元素A形成化合物D，D的沸點比A與Mg形成的化合物E的沸點低（填“高”或“低”）．
（3）配平用鈣線氧脫鱗的化學方程式：
2P+5FeO+3CaO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$1Ca₃（PO₄）₂+5Fe
（4）將鈣線試樣溶于稀鹽酸后，加入過量NaOH溶液，生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色M（OH）_n，則金屬M為Fe；用化學方程式解釋顏色變化FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃
檢測Mⁿ⁺的方法是Fe+3SCN^-=Fe（SCN）₃（用離子方程式表達）．
（5）取1.6g鈣線試樣，與水充分反應，生成224mL H₂（標準狀況），在溶液中通入適量的CO₂，最多能得到CaCO₃1.1g．

Answer 1

分析 （1）Ca是20號元素，鈣原子核外電子數為20，有3個電子層，各層電子數為2、8、8、1，對于主族元素，電子層數=周期數，最外層電子數=族序數；
（2）最活潑的非金屬元素A為F，則Ca與最活潑的非金屬元素F形成化合物D為CaF₂，A與Mg形成的化合物E為MgF₂，都為離子晶體，根據離子晶體判斷沸點高低；
（3）根據得失電子數相等配平方程式；
（4）鈣線試樣溶于稀鹽酸后，加入過量NaOH溶液，生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色M（OH）_n，M為Fe元素，利用Fe³⁺與SCN^-結合生成紅色物質檢驗鐵離子；
（5）鈣與水反應生成氫氧化鈣與氫氣，根據n=$\frac{V}{V{\;}_{m}}$計算氫氣的物質的量，根據電子轉移守恒計算Ca的物質的量，根據氧化鈣的質量分數計算氧化鈣的質量，計算氧化鈣的物質的量，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣，根據鈣元素守恒可知生成的n（CaCO₃）=n（Ca）+n（CaO），再根據m=nM計算碳酸鈣的質量．

解答 解：（1）Ca是20號元素，鈣原子核外電子數為20，有3個電子層，各層電子數為2、8、8、1，處于周期表中第四周期第ⅡA族，其原子結構示意圖為，
故答案為：第四周期第ⅡA族；．
（2）最活潑的非金屬元素A為F，則Ca與最活潑的非金屬元素F形成化合物D為CaF₂，A與Mg形成的化合物E為MgF₂，因為鈣離子半徑比鎂離子半徑大，MgF₂的晶格能比CaF₂大，所以D的沸點比E低，
故答案為：低；
（3）該方程式中元素的化合價變化為：P→Ca₃（PO₄）₂，磷元素由0價→+5價，一個磷原子失5個電子；
FeO→Fe，鐵元素由+2價→0價，一個 FeO得2個電子，根據氧化還原反應中得失電子數相等，所以其最小公倍數為10，故 P的計量數為2，FeO的計量數為5，其它元素根據原子守恒配平，所以該方程式為：2P+5FeO+3CaO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ca₃（PO₄）₂+5Fe
故答案為：2；5；3；1；5；
（4）鈣線試樣溶于稀鹽酸后，加入過量NaOH溶液，生成白色絮狀沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色M（OH）_n，M為Fe元素，發生的化學方程式為：FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，Fe³⁺與SCN^-結合生成紅色物質檢驗Fe³⁺，離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe；FeCl₂+2NaOH=Fe（OH）₂↓+2NaCl，4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（5）224mLH₂的物質的量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，鈣與水反應生成氫氧化鈣與氫氣，根據電子轉移守恒可知，Ca的物質的量為$\frac{0.01mol×2}{2}$=0.01mol，樣品中CaO質量分數為3.5%，故氧化鈣的質量為1.6g×3.5%=0.056g，故氧化鈣的物質的量為$\frac{0.056g}{56g/mol}$=0.001mol，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣，根據鈣元素守恒可知生成的n（CaCO₃）=n（Ca）+n（CaO）=0.01mol+0.001mol=0.011mol，碳酸鈣的質量為0.011mol×100g/mol=1.1g，
故答案為：1.1．

點評 本題考查結構與位置關系、常用化學用語書寫、氧化還原反應、化學計算等，題目綜合性較大，難度中等，（5）中注意利用守恒進行計算．