Question

15．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7%（質量分數）的CaO．
（1）配平其脫氧的化學方程式：P+FeO+CaO-Ca₃（PO₄）₂+Fe
（2）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，白色絮狀最終變成紅褐色的化學方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（3）取1.6g鈣線試樣，與水充分反應，生成448mLH₂（標準狀況），再向溶液中通入適量的CO₂，最多能得到CaCO₃2.2g（要有計算過程）．

Answer 1

分析 （1）反應中P磷元素的化合價由0價升高為+5價，總共升高10價，鐵元素化合價由+2價降低為0價，總共降低2價，化合價升高最小公倍數為10，據此配平；
（2）氫氧化亞鐵與氧氣反應生成氫氧化鐵；
（3）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）反應中P磷元素的化合價由0價升高為+5價，總共升高10價，鐵元素化合價由+2價降低為0價，總共降低2價，化合價升高最小公倍數為10，故Ca₃（PO₄）₂系數為1，FeO的系數為5，P系數為2，CaO的系數為3，Fe的系數為5，故配平后方程式為2P+5FeO+3CaO=Ca₃（PO₄）₂+5Fe，
故答案為：2、5、3、1、5；
（2）氫氧化亞鐵與氧氣反應生成氫氧化鐵，反應的化學方程式：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（3）448mlH₂的物質的量為$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，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$\frac{0.02mol×2}{2}$=0.02mol，樣品中CaO質量分數為7%，故氧化鈣的質量為1.6g×7%=0.112g，故氧化鈣的物質的量為$\frac{0.112g}{56g/mol}$=0.002mol，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）=0.02mol+0.002mol=0.022mol，碳酸鈣的質量為0.022mol×100g/mol=2.2g，故答案為：2.2．

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，（3）中注意利用守恒進行計算．