Question

5．純凈的過氧化鈣（CaO₂）是白色粉末，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)品的運輸．已知：在實驗室可用鈣鹽制取CaO₂•8H₂O，再經(jīng)脫水制得CaO₂．其制備過程如下：

（1）“溶解”過程需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒；“沉淀”時需控制反應溫度在0℃左右，比較簡單易行的方法是將反應容器浸入冰水中；為檢驗“水洗”是否合格，可取少量洗滌液于試管中，再滴加AgNO₃溶液（填試劑），無明顯現(xiàn)象說明“水洗”合格．
（2）“沉淀”時發(fā)生反應的離子方程式為Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；該制法的副產(chǎn)品為NH₄Cl（填化學式）；若稱取11.1g無水CaCl₂，理論上應該量取質(zhì)量分數(shù)30%、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液10.3mL．
（3）測定產(chǎn)品中CaO₂的含量的實驗步驟是：
第一步，準確稱取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；
第二步，向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入濃度為c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反應完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．【已知：I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-（無色）】
①第三步中說明反應恰好完全的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30s不恢復．
②CaO₂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$ （用字母表示）；
③某同學第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO₂的質(zhì)量分數(shù)可能偏高（填“偏高”、“偏低”、“無影響”、“不能確定”）

Answer 1

分析 （1）“溶解”過程需要的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒；為了控制沉淀溫度為0℃左右，在實驗室宜采取的方法是冰水浴冷卻可以達到實驗目的；根據(jù)檢驗水洗后沒有Cl^-離子的方法判斷合格；
（2）實驗的目的為制備CaO₂•8H₂O，則流程中的沉淀應為CaO₂•8H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷還應有NH₄Cl生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出反應的離子方程式；由方程式得n（H₂O₂）=n（CaCl₂）計算；
（3））①CaO₂具有強氧化性，溶液中加入KI晶體和淀粉溶液，生成的碘單質(zhì)遇淀粉變藍色，據(jù)此分析；
②根據(jù)反應的離子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得關(guān)系式CaO₂～2S₂O₃^2-，并以此進行計算；
③根據(jù)空氣中的氧氣能夠氧化碘離子，使碘單質(zhì)的量增加，消耗的硫代硫酸鈉增加分析．

解答 解：（1）“溶解”過程需要的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒；為了控制沉淀溫度為0℃左右，在實驗室宜采取的方法是冰水浴冷卻可以達到實驗目的，比較簡單易行的方法是將反應容器浸入冰水中；為檢驗“水洗”是否合格，檢驗水洗后沒有Cl^-離子即可，則可取少量洗滌液于試管中，再滴加 AgNO₃溶液，無明顯現(xiàn)象說明“水洗”合格；故答案為：燒杯、玻璃棒；將反應容器浸入冰水中；AgNO₃溶液；
（2）本實驗的目的為制備CaO₂•8H₂O，則流程中的沉淀應為CaO₂•8H₂O，根據(jù)質(zhì)量守恒判斷還應有NH₄Cl生成，故反應的離子方程式為：Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；副產(chǎn)品為NH₄Cl；
由方程式得n（H₂O₂）=n（CaCl₂），所以設量取質(zhì)量分數(shù)30%、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液xmL，則有$\frac{11.1g}{111g/mol}$=$\frac{1.1x×30%g}{34g/mol}$，解得x=10.3ml
故答案為：Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；NH₄Cl；10.3；
（3）①CaO₂具有強氧化性，溶液中加入KI晶體和淀粉溶液，生成的碘單質(zhì)遇淀粉變藍色，反應的離子方程式為：CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，所以反應恰好完全的現(xiàn)象是溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30s不恢復，故答案為：溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30s不恢復；
②根據(jù)反應的離子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得關(guān)系式并以此進行計算：
CaO₂～2S₂O₃^2-
72g       2mol
m        cV×10^-3mol
m=$\frac{72g×cV×10-3mol}{2mol}$=36cV×10^-3_g
則CaO₂的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$
故答案為：$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$；
③在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質(zhì)量分數(shù)偏高，
故答案為：偏高；在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質(zhì)量分數(shù)偏高

點評 本題考查形式為物質(zhì)制備流程圖題目，涉及物質(zhì)的化學方程式的書寫，實驗方法和實驗操作、物質(zhì)的檢驗和計算等問題，做題時注意分析體重關(guān)鍵信息，掌握實驗基本操作等問題，本題較為綜合．