Question

【題目】過氧化鈣(CaO2)是一種對(duì)環(huán)境友好的多功能無機(jī)化合物。

I.利用反應(yīng)Ca2++H2O2+2NH3+8H2O= CaO2·8H2O↓+2NH4+，制取CaO2的裝置如下:

①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。

②NH3在Ca2+和H2O2的反應(yīng)歷程中所起的作用是__________________________________。

③裝置B的作用是_____________；反應(yīng)在冰水浴中進(jìn)行的原因是_____________________。

④反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O。檢驗(yàn)CaO2·8H2O是否洗滌干凈的操作為_______________________________________________________。

II.將所得CaO2·8H2O脫水后得CaO2產(chǎn)品，設(shè)計(jì)兩種方法測(cè)定產(chǎn)品中CaO2的含量。

①量氣法

已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。若所取產(chǎn)品質(zhì)量是xg，加熱至恒重時(shí)，剩余固體yg，則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用字母表示)。

②滴定法

步驟一：準(zhǔn)確稱取ag產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的bg KI晶體，再滴入少量2mol/L的硫酸溶液，充分反應(yīng)。

步驟二：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。

步驟三：逐滴加入濃度為c mol/L的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)上述操作，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液體積為VmL。

CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________(用字母表示)[已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-]。若滴定過程中錐形瓶振蕩過于激烈導(dǎo)致少量溶液濺出，則測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____________(填“偏大”，“偏小”或“無影響”)

Answer 1

【答案】 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2 H2O 中和過氧化氫和Ca2+反應(yīng)生成的氫離子，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行(或使溶液呈堿性，減少CaO2·H2O的溶解，或提高產(chǎn)品的產(chǎn)率) 導(dǎo)氣，防止倒吸 防止溫度過高H2O2分解；有利于晶體析出 取最后的洗滌液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化再滴加硝酸銀溶液，若沒有白色沉淀生成，則說明已經(jīng)洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈 {[9(x-y)]/2x}×100% {(36cV×10-3)/a}×100% 偏小

【解析】I.①裝置A是實(shí)驗(yàn)室利用氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制氨氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2 H2O。②因?yàn)镃a2+和H2O2反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫離子,用氨氣中和氫離子,可以促使反應(yīng)正向進(jìn)行,所以氨氣的作用為中和Ca2+和H2O2反應(yīng)產(chǎn)生的氫離子,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。③利用裝置B可以導(dǎo)氣，并且防止液體倒吸入試管中；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度低有利于提高CaO2·8H2O產(chǎn)率，同時(shí)H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解，因此裝置C采用冰水浴控制溫度在0℃左右，可防止溫度高時(shí)H2O2會(huì)分解；④析出晶體表面溶液中含有Cl-，只要檢驗(yàn)洗滌液中無Cl-，即可證明沉淀洗滌干凈，具體操作為取最后一次洗滌后的濾液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液（或硝酸酸化的硝酸銀溶液），若無白色沉淀生成，則說明已經(jīng)洗滌干凈，反之則說明未洗滌干凈。答案為：① Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2 H2O ②中和過氧化氫和Ca2+反應(yīng)生成的氫離子，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行(或使溶液呈堿性，減少CaO2·H2O的溶解，或提高產(chǎn)品的產(chǎn)率) ③導(dǎo)氣，防止倒吸；防止溫度過高H2O2分解、有利于晶體析出 ④取最后的洗滌液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化再滴加硝酸銀溶液，若沒有白色沉淀生成，則說明已經(jīng)洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈.

II. ①結(jié)合題意可以知道,氧氣的質(zhì)量為(x-y)g,根據(jù)反應(yīng)2CaO22CaO+O2↑可求得過氧化鈣的質(zhì)量為(x-y)g=4.5(x-y)g,所以產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:

= {[9(x-y)]/2x}×100% ②根據(jù)H2O2＋2 I－+2H+=2H2O+I2，I2＋2S2O32－=2I－＋ S4O62－可知:CaO2~~H2O2~~I2~~2S2O32－，則CaO2的物質(zhì)的量為cmol/L×V×L=0.5Vc×mol；則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%={(36cV×10-3)/a}×100%, 若滴定過程中錐形瓶振蕩過于激烈導(dǎo)致少量溶液濺出，會(huì)導(dǎo)致消耗的Na2S2O3溶液的體積減小，則測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。

答案為：①{[9(x-y)]/2x}×100% ②{(36cV×10-3)/a}×100% 、 偏小