Question

【題目】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。

Ⅰ、實驗室制取的方法之一是：Ca(OH)2+2HCHO + H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2↑。實驗室制取時，將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質(zhì)量分數(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)量分數(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__________。

（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__________。

（3）制備時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__________。

（4）實驗時需強力攪拌45min，其目的是__________；結(jié)束后需調(diào)節(jié)溶液的pH 7～8，其目的是__________。最后經(jīng)結(jié)晶分離、干燥得產(chǎn)品。

Ⅱ、某研究性學習小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3；雜質(zhì)為：Al2O3、FeCO3) 為原料，先制備無機鈣鹽，再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣。結(jié)合如圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)，現(xiàn)提供的試劑有：A．甲酸鈉，B．5mol·L－1硝酸，c．5mol·L－1鹽酸，d．5mol·L－1硫酸，e．3%H2O2溶液，f.澄清石灰水。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1．1	3．2
Al3＋	3．0	5．0
Fe2＋	5．8	8．8

請補充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實驗步驟：

步驟1.稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水，配成溶待用，并稱取研細的碳酸鈣樣品10g待用。

步驟2．_________。

步驟3．_________。

步驟4．過濾后，將濾液與甲酸鈉溶液混合，調(diào)整溶液pH 7～8，充分攪拌，所得溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、__________、洗滌、60℃時干燥得甲酸鈣晶體。

Answer 1

【答案】使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度防止H2O2分解和甲醛揮發(fā)除去重金屬離子（使重金屬離子形成硫化物沉淀除去）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）用稍過量硝酸溶解碳酸鈣樣品用石灰水調(diào)節(jié)溶液pH為 5趁熱過濾

【解析】

I.（1）過氧化氫用量較多，為了使甲醛充分反應(yīng)，提高甲醛的利用率；（2）溫度不宜過高，因為過氧化氫受熱易分解，且甲醛容易揮發(fā)，造成原料的浪費；（3）題干中指出得到重金屬含量極低的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，因此加入硫化鈉的作用是讓重金屬陽離子轉(zhuǎn)化成難溶的硫化物，除去重金屬離子；（4）攪拌的目的使反應(yīng)物充分接觸，使其反應(yīng)完全，提高產(chǎn)率；甲酸鈣是強堿弱酸鹽，HCOO－水解，因此調(diào)節(jié)pH的目的使抑制HCOO－的水解；II.步驟2得到可溶的含鈣溶液，因為硫酸鈣微溶于水，因此不能選用硫酸，硝酸鈉溶解度受溫度的影響較大，容易除去，因此碳酸鈣中加入稍微過量硝酸溶解，即步驟2：用稍過量的硝酸溶解碳酸鈣樣品；碳酸鈣中含有Al2O3和FeCO3雜質(zhì)，因為步驟2中加入硝酸，硝酸把Fe2＋氧化成Fe3＋，因此步驟3是除去雜質(zhì)離子Al3＋和Fe3＋，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)pH除去Al3＋和Fe3＋，引入的物質(zhì)的不能引入新的雜質(zhì)，應(yīng)加入含Ca的物質(zhì)，根據(jù)所給藥品，應(yīng)加入石灰水，調(diào)節(jié)pH到5，步驟3：用石灰水調(diào)節(jié)溶液pH為5；甲酸鈣的溶解度較低，因此采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾的方法得到。