Question

2．甲酸鈣廣泛用于食品、化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上，300～400℃左右分解．
實(shí)驗(yàn)室制取的方法之一是：Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑．實(shí)驗(yàn)室制取時(shí)，將工業(yè)用氫氧化鈣（含銅離子等雜質(zhì)）和甲醛依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-70%的過氧化氫溶液中（投料物質(zhì)的量之比依次為1：2：1.2），最終可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品．
（1）過氧化氫比理論用量稍多，其目的是使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度．
（2）反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃之間，溫度不易過高，其主要原因是防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)．
（3）制備時(shí)在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外，還要加入少量的Na₂S溶液，加硫化鈉的目的是除去重金屬離子（使重金屬離子形成硫化物沉淀除去）．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)需強(qiáng)力攪拌45min，其目的是使反應(yīng)物充分接觸，提高產(chǎn)率；結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH 7～8，其目的是防止甲酸鈣水解（或除去甲酸）．最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)反應(yīng)中一種反應(yīng)物過量目的是促進(jìn)其他反應(yīng)物充分反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率；
（2）溫度較高時(shí)，雙氧水易分解，甲醛易揮發(fā)；
（3）重金屬離子與硫離子反應(yīng)生成難溶的硫化物；
（4）攪拌是使反應(yīng)物充分接觸，提高產(chǎn)率；甲酸鈣水解顯堿性，溶液為弱堿性能抑制其水解．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制取甲酸鈣反應(yīng)原理為：Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，過氧化氫為反應(yīng)物，化學(xué)反應(yīng)中一種反應(yīng)物過量目的是促進(jìn)其他反應(yīng)物充分反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率，則加過量的過氧化氫能使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度，
故答案為：使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度；
（2）過氧化氫受熱易分解：2H₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，溫度較高時(shí)，雙氧水易分解，甲醛沸點(diǎn)只有-19.5℃，易揮發(fā)，則反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃之間，溫度不易過高，能防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)；
故答案為：防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)；
（3）制備時(shí)在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應(yīng)外，還要加入少量的Na₂S溶液，硫化鈉與重金屬離子結(jié)合生成硫化物，硫化物難溶于水，可以除去重金屬離子；
故答案為：除去重金屬離子（使重金屬離子形成硫化物沉淀除去）；
（4）攪拌是使使反應(yīng)物充分接觸，使其反應(yīng)完全，提高產(chǎn)率；甲酸根離子為弱酸根離子，則甲酸鈣水解顯弱堿性，調(diào)節(jié)溶液pH 7～8，溶液為弱堿性能抑制甲酸鈣水解，結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH 7～8，顯弱堿性，能除去甲酸，
故答案為：使反應(yīng)物充分接觸，提高產(chǎn)率；防止甲酸鈣水解（或除去甲酸）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查甲酸鈣制備，涉及實(shí)驗(yàn)操作原理、步驟等有關(guān)問題，主要考查了物質(zhì)的制備、除雜質(zhì)、提高產(chǎn)率的方法、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，題目難度中等，綜合培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力．