题目
含有等质量的CaCO3及MgCO3的混合试样,将其中的钙沉淀为CaC2O4时,生成的CaC2O4需要用1mL相当于0.008378gFe的KMnO4溶液40.00mL完成滴定。若将沉淀钙后溶液中的镁沉淀为MgNH4PO4,再灼烧为Mg2P2O7,求可得Mg2P2O7多少克?
含有等质量的CaCO3及MgCO3的混合试样,将其中的钙沉淀为CaC2O4时,生成的CaC2O4需要用1mL相当于0.008378gFe的KMnO4溶液40.00mL完成滴定。若将沉淀钙后溶液中的镁沉淀为MgNH4PO4,再灼烧为Mg2P2O7,求可得Mg2P2O7多少克?
题目解答
答案
解析
步骤 1:计算KMnO_4溶液的浓度
根据题目中给出的1mL KMnO_4溶液相当于0.008378g Fe,可以计算出KMnO_4溶液的浓度。首先,根据反应方程式:
\[ {MnO_4}^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O \]
可以得出1mol KMnO_4可以氧化5mol Fe^{2+}。因此,1mL KMnO_4溶液中含有的Fe^{2+}的物质的量为:
\[ n(Fe^{2+}) = \frac{0.008378g}{55.85g/mol} = 0.000150mol \]
所以,KMnO_4溶液的浓度为:
\[ c(KMnO_4) = \frac{0.000150mol}{0.001L} = 0.150mol/L \]
步骤 2:计算CaCO_3的物质的量
根据反应方程式:
\[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O \]
\[ CaC_2O_4 + H_2SO_4 \rightarrow H_2C_2O_4 + CaSO_4 \]
\[ 2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O \]
可以得出5mol CaCO_3生成5mol CaC_2O_4,再生成5mol H_2C_2O_4,需要2mol KMnO_4。因此,40.00mL KMnO_4溶液中含有的CaCO_3的物质的量为:
\[ n(CaCO_3) = \frac{5}{2} \times 0.150mol/L \times 0.040L = 0.0150mol \]
步骤 3:计算Mg_2P_2O_7的质量
根据反应方程式:
\[ 2MgCO_3 \rightarrow 2MgNH_4PO_4 \rightarrow Mg_2P_2O_7 \]
可以得出2mol MgCO_3生成1mol Mg_2P_2O_7。因此,0.0150mol CaCO_3对应的MgCO_3的物质的量也为0.0150mol,生成的Mg_2P_2O_7的质量为:
\[ m(Mg_2P_2O_7) = \frac{0.0150mol}{2} \times 222.55g/mol = 0.3962g \]
根据题目中给出的1mL KMnO_4溶液相当于0.008378g Fe,可以计算出KMnO_4溶液的浓度。首先,根据反应方程式:
\[ {MnO_4}^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O \]
可以得出1mol KMnO_4可以氧化5mol Fe^{2+}。因此,1mL KMnO_4溶液中含有的Fe^{2+}的物质的量为:
\[ n(Fe^{2+}) = \frac{0.008378g}{55.85g/mol} = 0.000150mol \]
所以,KMnO_4溶液的浓度为:
\[ c(KMnO_4) = \frac{0.000150mol}{0.001L} = 0.150mol/L \]
步骤 2:计算CaCO_3的物质的量
根据反应方程式:
\[ CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O \]
\[ CaC_2O_4 + H_2SO_4 \rightarrow H_2C_2O_4 + CaSO_4 \]
\[ 2MnO_4^- + 5H_2C_2O_4 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 10CO_2 + 8H_2O \]
可以得出5mol CaCO_3生成5mol CaC_2O_4,再生成5mol H_2C_2O_4,需要2mol KMnO_4。因此,40.00mL KMnO_4溶液中含有的CaCO_3的物质的量为:
\[ n(CaCO_3) = \frac{5}{2} \times 0.150mol/L \times 0.040L = 0.0150mol \]
步骤 3:计算Mg_2P_2O_7的质量
根据反应方程式:
\[ 2MgCO_3 \rightarrow 2MgNH_4PO_4 \rightarrow Mg_2P_2O_7 \]
可以得出2mol MgCO_3生成1mol Mg_2P_2O_7。因此,0.0150mol CaCO_3对应的MgCO_3的物质的量也为0.0150mol,生成的Mg_2P_2O_7的质量为:
\[ m(Mg_2P_2O_7) = \frac{0.0150mol}{2} \times 222.55g/mol = 0.3962g \]