Question

9．CaO₂是難溶于水的白色固體，是重要的殺菌消毒劑．工業(yè)生產(chǎn)過程如下：

回答下列問題：
（1）CaO₂中存在的化學(xué)鍵類型有離子鍵；非極性共價(jià)鍵．
（2）“反應(yīng)Ⅱ”步驟中會產(chǎn)生刺激性氣體，用化學(xué)方程式解釋：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O．
（3）過濾所得：母液可循環(huán)使用，其中循環(huán)利用的物質(zhì)是NH₄Cl（填化學(xué)式）．過濾得到的CaO₂•8H₂O需經(jīng)過水洗，檢驗(yàn)是否洗凈需要的兩種試劑是稀硝酸和硝酸銀．
（4）CaO₂在150℃以上時(shí)能迅速分解生產(chǎn)CaO和O₂，該反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1．脫水的過程中，溫度應(yīng)控制在100℃左右，同時(shí)需不斷通入不含二氧化碳的氧氣，以抑制CaO₂的分解，若氧氣中含有CO₂，產(chǎn)生的后果是CaO₂損失且物質(zhì)不純．
（5）為測定制得產(chǎn)品中CaO₂的含量，取mg樣品，加熱至350℃充分反應(yīng)，收集到氧氣的體積為VmL（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）．

Answer 1

分析 由流程可知，反應(yīng)1為生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的反應(yīng)，在氫氧化鈣中加氯化銨溶液和20%的H₂O₂溶液，氫氧化鈣與氯化銨生成氯化鈣和氨氣，2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂氯化鈣和氨氣、過氧化氫發(fā)生反應(yīng)生成CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，CaO₂•8H₂O，CaO₂•8H₂O干燥得到CaO₂，
（1）過氧化鈣類似于過氧化鈉，由此分析；
（2）“反應(yīng)Ⅱ”步驟中會產(chǎn)生刺激性氣體氨氣；
（3）工藝流程分析來判斷循環(huán)使用的物質(zhì)，CaO₂•8H₂O表面會附著氯化銨，最后一次洗滌液中是否含有氯離子判斷是否洗滌干凈；
（4）CaO₂在150℃以上時(shí)能迅速分解生產(chǎn)CaO和O₂，反應(yīng)為2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，O元素的化合價(jià)由-1升高為0價(jià)，由-1降低為-2價(jià)，以此來解答；過氧化鈣與二氧化碳會反應(yīng)；
（5）根據(jù)反應(yīng)2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，由氧氣體積結(jié)合方程式計(jì)算產(chǎn)品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）CaO₂中存在的化學(xué)鍵有離子鍵，非極性共價(jià)鍵；
故答案為：離子鍵；非極性共價(jià)鍵；
（2）“反應(yīng)Ⅱ”中氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)，2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O，氨氣有刺激性氣味；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
（3）“反應(yīng)Ⅱ”反應(yīng)：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，第一步消耗氯化銨，第二步又生成氯化銨，故氯化銨可以循環(huán)利用；CaO₂•8H₂O表面會附著氯化銨，取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈；
故答案為：NH₄Cl；稀硝酸和硝酸銀；
（4）CaO₂在150℃以上時(shí)能迅速分解生產(chǎn)CaO和O₂，反應(yīng)為2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，過氧化鈣中O元素的化合價(jià)由-1升高為0價(jià)，由-1降低為-2價(jià)，故過氧化鈣即使氧化劑又是還原劑，假設(shè)2mol物質(zhì)，其中得電子做還原劑的過氧化鈣有1mol，失電子做還原劑的也為1mol，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：1；過氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和氧氣，若氧氣中含有CO₂，則CaO₂損失且物質(zhì)不純；
故答案為：1：1；CaO₂損失且物質(zhì)不純；
（5）設(shè)產(chǎn)品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y，則：
2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑
144g            22.4L
mg×y           V×10^-3L
所以144g：mg×y=22.4L：V×10^-3L，解得y=$\frac{9V}{14m}%$；
故答案為：$\frac{9V}{14m}%$．

點(diǎn)評 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查化學(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．