Question

2．純凈的過氧化鈣（CaO₂）是白色的結(jié)晶粉末，難溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常溫下較為穩(wěn)定，是一種新型水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧劑，常用于鮮活水產(chǎn)品的運(yùn)輸．在實(shí)驗(yàn)室可用鈣鹽制取CaO₂•8H₂O，再經(jīng)脫水制得CaO₂．CaO₂•8H₂O在0℃時穩(wěn)定，在室溫時經(jīng)過幾天就分解，加熱至130℃時逐漸變?yōu)闊o水CaO₂．其制備過程如下：

回答下列問題：
（1）用上述方法制取CaO₂•8H₂O的化學(xué)方程式是CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．為了控制沉淀溫度為0℃左右，在實(shí)驗(yàn)室宜采取的方法是冰水浴冷卻（或?qū)⒎磻?yīng)容器浸泡在冰水中）．
（2）該制法的副產(chǎn)品為NH₄Cl（填化學(xué)式），為了提高副產(chǎn)品的產(chǎn)率，結(jié)晶前要將溶液的pH調(diào)整到合適范圍，可加入的試劑是A．
（3）為了檢驗(yàn)“水洗”是否合格，可取少量洗滌液于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液．
（4）測定產(chǎn)品中CaO₂的含量的實(shí)驗(yàn)步驟是：
第一步：準(zhǔn)確稱取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g  KI晶體，再滴入少量2mol/L的H₂SO₄溶液，充分反應(yīng)．
第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液．
第三步：用濃度為c mol/L的Na₂S₂O₃溶液進(jìn)行滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．
（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
①第三步中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30s不恢復(fù)；
②CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$（用字母表示）．
（5）已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖裝置測定產(chǎn)品中CaO₂含量（夾持裝置省略）．

①若所取產(chǎn)品質(zhì)量是m g，測得氣體體積為V mL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則產(chǎn)品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9V}{14m}$% （用字母表示）．
②CaO₂的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質(zhì)量和反應(yīng)后固體質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)的目的為制備CaO₂•8H₂O，則流程中的沉淀應(yīng)為CaO₂•8H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷還應(yīng)有NH₄Cl生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；CaO₂•8H₂O在0℃時穩(wěn)定，為了控制沉淀溫度為0℃左右，在實(shí)驗(yàn)室宜采取的方法是冰水浴冷卻可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（2）反應(yīng)物中氨水過量，為充分回收副產(chǎn)品，應(yīng)加入鹽酸吸收；
（3）據(jù)檢驗(yàn)Cl^-離子的方法，可用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)；
（4）根據(jù)反應(yīng)的離子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得關(guān)系式CaO₂～2S₂O₃^2-，并以此進(jìn)行計(jì)算；
（5）①根據(jù)過氧化鈣和氧氣之間的關(guān)系式計(jì)算；
②過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質(zhì)量和反應(yīng)后固體質(zhì)量．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)的目的為制備CaO₂•8H₂O，則流程中的沉淀應(yīng)為CaO₂•8H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷還應(yīng)有NH₄Cl生成，故可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
CaO₂•8H₂O在0℃時穩(wěn)定，為了控制沉淀溫度為0℃左右，在實(shí)驗(yàn)室宜采取的方法是冰水浴冷卻可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；冰水浴冷卻（或?qū)⒎磻?yīng)容器浸泡在冰水中）；
（2）根據(jù)反應(yīng)反應(yīng)方程式可判斷該反應(yīng)生成CaO₂•8H₂O和NH₄Cl，反應(yīng)物中氨水過量，為充分回收副產(chǎn)品，應(yīng)加入鹽酸吸收，
故答案為：NH₄Cl；A；
（3）濾液中含有大量的Cl^-離子，為將沉淀洗滌干凈，應(yīng)充分洗滌，根據(jù)檢驗(yàn)Cl^-離子的方法，可用稀硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)，反應(yīng)的離子方程式為：Cl^-+Ag⁺═AgCl↓，故答案為：稀硝酸酸化的硝酸銀溶液；
（4）①CaO₂具有強(qiáng)氧化性，溶液中加入KI晶體和淀粉溶液，生成的碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色，反應(yīng)的離子方程式為：CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，
故答案為：溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且30s不恢復(fù)；
②根據(jù)反應(yīng)的離子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得關(guān)系式并以此進(jìn)行計(jì)算：
CaO₂～2S₂O₃^2-
72g      2mol
m       cV×10^-3mol
m=$\frac{72g×cV×1{0}^{-3}mol}{2mol}$=36cV×10^-3_g
則CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$，
故答案為：$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$；
（5）①設(shè)超氧化鈣質(zhì)量為x，
2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑
144g                       22.4L
  x                          10^-3VL
144g：22.4L=x：10^-3VL
x=$\frac{144g×1{0}^{-3}VL}{22.4L}$=$\frac{144V}{22400}$g=$\frac{9V}{1400}$，
其質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{9V}{1400}g}{mg}$×100%=$\frac{9V}{14m}$%，
故答案為：$\frac{9V}{14m}$%；
②過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質(zhì)量和反應(yīng)后固體質(zhì)量，
故答案為：樣品質(zhì)量和反應(yīng)后固體質(zhì)量．

點(diǎn)評 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案評價，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查離子檢驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、物質(zhì)含量測定等知識點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理及物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是題給信息的挖掘和運(yùn)用，試題有利于提高學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>