Question

武穴市拥有较丰富的大理石矿产资源，但原生矿的纯度较低．武穴大理石含有的杂质主要是Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂．以下是某化学兴趣小组设计的制取纯净CaCO₃粉末的实验步骤（假设每步反应均完全进行），请回答下列问题：

（1）写出武穴大理石与硝酸反应的离子方程式（任写一个）

 

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（2）固体残渣A的化学式为

 

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（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe³⁺、Al³⁺尽可能沉淀完全，则试剂B可以是

 

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A．NaOH溶液   B．稀氨水    C．NaHCO₃溶液   D．Na₂CO₃溶液
（4）检验滤液B中是否含有Fe³⁺的方法是

 

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（5）滤液C的主要溶质的化学式为

 

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Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，过滤除去固体残渣A为二氧化硅，则滤液A含有钙离子、铁离子、铝离子，加入足量的试剂B即成弱碱性使铁离子、铝离子以氢氧化铁、氢氧化铝沉淀而除去，再加入适量的碳酸铵与溶液中的硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤得到碳酸钙，以此分析解答；
（1）根据以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）根据以上分析，固体残渣A的化学式为SiO₂；
（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe³⁺、Al³⁺尽可能沉淀完全，根据氢氧化铝会继续与强碱反应，但不能使钙离子也沉淀分析；
（4）检验滤液B中是否含有Fe³⁺的方法是取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe³⁺，否则不含有Fe³⁺；
（5）根据以上分析，碳酸铵与溶液中的硝酸钙反应产物分析；

解答： 解：武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，过滤除去固体残渣A为二氧化硅，则滤液A含有钙离子、铁离子、铝离子，加入足量的试剂B即成弱碱性使铁离子、铝离子以氢氧化铁、氢氧化铝沉淀而除去，再加入适量的碳酸铵与溶液中的硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤得到碳酸钙；
（1）根据以上分析，武穴大理石用足量的硝酸溶解，发生反应为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O，故答案为：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑或Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O或Al₂O₃+6H⁺=2Al³⁺+3H₂O；
（2）根据以上分析，固体残渣A的化学式为SiO₂；故答案为：SiO₂；
（3）试剂B的作用是使滤液A中的Fe³⁺、Al³⁺尽可能沉淀完全，根据氢氧化铝会继续与强碱反应，所以试剂B呈弱碱性，但不能使钙离子也沉淀所以不选碳酸盐，故选：BC；
（4）检验滤液B中是否含有Fe³⁺的方法是取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe³⁺，否则不含有Fe³⁺；故答案为：取少量滤液B，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，则含有Fe³⁺，否则不含有Fe³⁺；
（5）根据以上分析，滤液C的主要溶质的化学式为NH₄NO₃，故答案为：NH₄NO₃；

点评：本题考查了物质的分离、提纯的方法及基本操作的综合应用，为高频考点，把握流程中物质的性质、发生的反应、混合物分离方法为解答的关键，侧重分析、推断及实验能力的综合考查，题目难度不大．