Question

本題分子量用以下數(shù)據(jù)：H₂O18.0，CaO56.0，CaO₂72.0。
過(guò)氧化鈣是一種安全無(wú)毒的氧化物，通常含有部分CaO，且?guī)в袛?shù)量不等的結(jié)晶水。為分析某過(guò)氧化鈣樣品的組成進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
①稱取0.270g樣品，灼熱使之完全分解，生成CaO、O₂和H₂O，得到的O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為33.6mL。
②另取0.120g樣品，溶于稀鹽酸，加熱煮沸，使生成的H₂O₂完全分解。然后將溶液中的Ca²⁺完全轉(zhuǎn)化成CaC₂O₄沉淀，經(jīng)過(guò)濾洗滌后，將沉淀溶于熱的稀硫酸，用0.0200mol·L^-1KMnO₄溶液滴定，共用去31.0mLKMnO₄溶液。化學(xué)方程式如下：
5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄==K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O
（1）寫(xiě)出CaO₂受熱分解的化學(xué)方程式。
（2）計(jì)算樣品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
（3）計(jì)算樣品中CaO₂·xH₂O的x值。

Answer 1

（1）2CaO₂2CaO+O₂↑
（2）=80.0％
（3）n（CaC₂O₄）=n（Ca²⁺）=31.0×10^-3L×0.0200mol·L^-1=0.00155mol
其中CaO₂所含的n（Ca²⁺）=
m（CaO）=（0.00155mol-0.00133mol）×56.0g·mol^-1=0.012g
m（H₂O）=0.120g-0.120g×80.0％-0.012g=0.012g
   

【錯(cuò)解分析】第（1）問(wèn)：①CaO₂==CaO+O₂，②CaO₂==Ca+O₂，③2CaO₂+H₂O==2CaO+O₂+H₂O，④2CaO₂·nH₂O==2CaO+O₂+2nH₂O（n=1，2，3……即定值）。
第（2）問(wèn)：①40％，②62％，③[。來(lái)源:
第（3）問(wèn)：①（72+18x）：0.120=1：（1.55×10^-3），②72∶M（CaO₂·xH₂O）=80％，M=90，x=1。
【正解】第（1）問(wèn)：根據(jù)信息①，可寫(xiě)出CaO₂受熱分解的化學(xué)方程式：
2CaO₂CaO+O₂↑。常見(jiàn)①誤區(qū)，是由于未配平所致。②誤區(qū)是由于未讀懂題示信息所致。③誤區(qū)是由于多寫(xiě)了水的分子式所致。④誤區(qū)是由于未通觀全題的敘述，誤將CaO₂·xH₂O寫(xiě)成有定值的水，造成失誤。第（2）問(wèn)：根據(jù)信息①中，O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可求出的物質(zhì)的量為33.6mL÷22400mL·mol^-1=1.50×10^-3mol。
根據(jù)關(guān)系式2CaO₂～O₂，可求得CaO₂物質(zhì)的量為2×1.50×10^-3mol，CaO₂質(zhì)量為2×1.50×10^-3mol×72.0g·mol^-1
樣品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
出現(xiàn)①誤區(qū)，是由于化學(xué)方程式未配平，關(guān)系式未找對(duì)（CaO₂～O₂），導(dǎo)致失誤。出現(xiàn)②誤區(qū)，是由于誤將CaO₂的摩爾質(zhì)量72.0g·mol^-1用CaO的摩爾質(zhì)量56.0g·mol^-1代入式中計(jì)算，導(dǎo)致失誤。出現(xiàn)③誤區(qū)，是由于未用題中數(shù)據(jù)，直接用CaO₂·H₂O的摩爾質(zhì)量進(jìn)行求算，雖然計(jì)算結(jié)果都是80％，但計(jì)算的依據(jù)錯(cuò)誤。
第（3）問(wèn)：根據(jù)信息②，可求出CaC₂O₄物質(zhì)的量（即Ca²⁺總物質(zhì)的量），所用關(guān)系式為：
5CaC₂O₄～2KMnO₄
KMnO₄的物質(zhì)的量為0.0200mol·L^-1×31.0mL×10^-3L·mL^-1·CaC₂O₄的物質(zhì)的量為0.0200mol·L^-1×31.0×10^-3L×5/2=0.00155mol
其中CaO₂所含Ca²⁺的物質(zhì)的量為：
n（Ca²⁺）=
CaO的物質(zhì)的量為0.00155mol-0.00133mol
m（CaO）=（0.00155mol-0.00133mol）×56.0g·mol^-1
=0.012g
m（H₂O）=0.120g-0.120g×80.0％-0.012g=0.012g
CaO₂與H₂O的物質(zhì)的量之比為
   
故
出現(xiàn)①誤區(qū)，是由于錯(cuò)誤列式：
CaO₂·xH₂O～CaC₂O₄～xH₂O
（72+18x）g              1mol
0.120g        1.55×10^-3mol
誤將0.120g全部看成CaO₂·xH₂O，忽略了樣品中“通常含有部分CaO”，CaO₂·xH₂O～CaC₂O₄這個(gè)關(guān)系式也是錯(cuò)的，CaC₂O₄的物質(zhì)的量是溶液中全部Ca²⁺的物質(zhì)的量，它不等于CaO₂中所含的Ca²⁺的物質(zhì)的量。
出現(xiàn)②誤區(qū)，是由于誤將樣品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（80％）作為結(jié)晶水合物中含CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行推算，導(dǎo)致失誤。