实验室以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）为原料制取CaCl2•2H2O和CaO2的主要流程如下：（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，滤渣的主要成分是．试剂X

Question

实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂•2H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是___．试剂X可以选择下列的___（填编号）．
A．CaOB．CaCO₃C．NH₃•H₂OD．Ba（OH）₂
（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有___．
（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是___．
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①按A-B-C-D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是___．
②装置D的作用为___．
③实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO₃沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO₃的质量百分含量为___．若无D装置，测量结果则___．（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）
④上述实验装置中，是否存在不合理之处？___（填“是”或“否”）；若有不合理之处，需改进的是___．

Answer 1

（1）调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，可以使之转化为氢氧化物沉淀而除去滤渣的主要成分是氢氧化铝和氢氧化铁，为了保证不引入杂质离子，所以中和盐酸的酸性调节pH值可以用氧化钙或是碳酸钙，而NH₃•H₂O 和Ba（OH）₂会引入杂质；
故答案为：Fe（OH）₃、Al（OH）₃；AB；
（2）根据蒸发操作所需仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、三脚架，
故答案为：蒸发皿、玻璃棒；
（3）温度过高会导致双氧水分解，引起实验误差，所以由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高；
故答案为：防止温度过高H₂O₂发生分解；
（4）①根据实验原理，保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的放出是关键，所以从A装置通入空气，目的是保证碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳全部进入下一个装置，
故答案为：让生成的二氧化碳全部放出，进入C装置，确保实验结果的准确性；
②碳酸钙和盐酸反应产生的二氧化碳的量不能受外界空气中二氧化碳和水的干扰，装置D的作用为防止空气中的CO₂与Ba（OH）₂溶液反应，
故答案为：防止空气中的CO₂与Ba（OH）₂溶液反应；
③根据碳酸钙中碳元素守恒，碳酸钙中的碳元素先成为二氧化碳，然后是二氧化碳在和氢氧化钡反应得到碳酸钡沉淀，碳酸钡中的碳元素全部来自碳酸钙中，所以17.73gBaCO₃沉淀的物质的量为(17.73g)/(197g/mol)=0.09mol，所以碳酸钙的物质的量是0.09mol，质量是9g，百分含量是(9g)/(10.00g)×100%=90.00%，若无D装置，空气中的二氧化碳有可能被氢氧化钠吸收，导致BaCO₃沉淀的质量偏大，所以计算出的碳酸钙的质量分数偏大，
故答案为：90.00%；偏大；
④根据装置图可知，在B、C装置中分液漏斗中的液体难以顺利流下，所以B、C装置中，为使分液漏斗中的液体顺利流出，用橡皮管将分液漏斗与锥形瓶、分液漏斗与集气瓶连接成连通装置，
故答案为：是；B、C装置中，为使分液漏斗中的液体顺利流出，用橡皮管将分液漏斗与锥形瓶、分液漏斗与集气瓶连接成连通装置．