10.過氧化鈣可以用于改善地表水質(zhì)、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮,也可用于應(yīng)急供氧等.實(shí)驗(yàn)室可用工業(yè)碳酸鈣(含MgCO3、FeCO3等雜質(zhì))制取純凈的碳酸鈣,然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣,其主要流程如下:

已知:CaO2•8H2O呈白色微溶于水,加熱至350℃左右開始分解放出氧氣,425℃分解完全.
(1)寫出反應(yīng)①中氧化還原反應(yīng)的離子方程式:3FeCO3+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+3CO2↑+5H2O.
(2)向反應(yīng)①后的溶液中加濃氨水的目的是:Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+,F(xiàn)e3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+(用方程式表示)
(3)反應(yīng)②常用冰水控制溫度在0℃左右,其可能原因是(寫出兩種):①防止H2O2分解,提高其利用率;②降低CaO2•8H2O溶解度,提高產(chǎn)率.
(4)測定產(chǎn)品中CaO2的含量的實(shí)驗(yàn)步驟是
第一步:準(zhǔn)確稱取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中,加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體,再滴入少量2mol/L的H2SO4溶液,充分反應(yīng).
第二步:向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液.
第三步:逐滴加入濃度為c mol•L-1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全,消耗Na2S2O3溶液V mL.
已知:I2+2S2O${\;}_{3}^{2-}$═2I-+S4O${\;}_{6}^{2-}$.
某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能偏高(填“不受影響”“偏低”或“偏高”),原因是在酸性條件下空氣中的O2也可以把KI氧化為I2,使消耗的Na2S2O3增多,從而使測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高.

分析 碳酸鈣、碳酸鎂與稀硝酸反應(yīng)生成硝硝酸鈣、硝酸鎂與二氧化碳,碳酸亞鐵與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、二氧化碳、NO,溶液中加入濃氨水,鎂離子、鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀,過濾除去,濾液中加入碳酸銨將硝酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,過濾分離得到碳酸鈣,再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣,在加入過氧化氫、氨氣得到反應(yīng)得到CaO2,溶液冷卻結(jié)晶得到CaO2•8H2O,副產(chǎn)品中含有氯化銨,
(1)反應(yīng)①中只有FeCO3與硝酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮、二氧化碳和水;
(2)加入氨水使Mg2+、Fe3+沉淀完全生成氫氧化鎂沉淀、氫氧化鐵沉淀;
(3)H2O2受熱易分解,采用冰水控制溫度在0℃左右,防止其分解,提高利用率,同時溫度低能降低CaO2•8H2O溶解度,提高產(chǎn)率;
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及題中反應(yīng)方程式,可得關(guān)系式:CaO2~I(xiàn)2~2S2O32-,設(shè)樣品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,根據(jù)關(guān)系式列方程計算;
(4)逐滴加入濃度為c mol•L-1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全,操作慢空氣中氧氣也可以氧化KI溶液生成碘單質(zhì)消耗的Na2S2O3增多.

解答 解:碳酸鈣、碳酸鎂與稀硝酸反應(yīng)生成硝硝酸鈣、硝酸鎂與二氧化碳,碳酸亞鐵與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、二氧化碳、NO,溶液中加入濃氨水,鎂離子、鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀,過濾除去,濾液中加入碳酸銨將硝酸鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,過濾分離得到碳酸鈣,再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣,在加入過氧化氫、氨氣得到反應(yīng)得到CaO2,溶液冷卻結(jié)晶得到CaO2•8H2O,副產(chǎn)品中含有氯化銨,
(1)反應(yīng)①中只有FeCO3與硝酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮、二氧化碳和水,反應(yīng)方程式為:3FeCO3+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+3CO2↑+5H2O,
故答案為:3FeCO3+10H++NO3-=3Fe3++NO↑+3CO2↑+5H2O;
(2)加入氨水使Mg2+、Fe3+沉淀完全,反應(yīng)的離子方程式為:Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+,F(xiàn)e3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
故答案為:Mg2++2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+,F(xiàn)e3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
(3)H2O2受熱易分解,采用冰水控制溫度在0℃左右,防止其分解,提高利用率,同時溫度低能降低CaO2•8H2O溶解度,提高產(chǎn)率,
故答案為:防止H2O2分解,提高其利用率;降低CaO2•8H2O溶解度,提高產(chǎn)率;
(4)某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范,第三步滴速太慢,這樣測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能偏高,因?yàn)樵谒嵝詶l件下空氣中的O2也可以把KI氧化為I2,使消耗的Na2S2O3增多,從而使測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高;
故答案為:偏高;在酸性條件下空氣中的O2也可以把KI氧化為I2,使消耗的Na2S2O3增多,從而使測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高.

點(diǎn)評 本題考查化實(shí)驗(yàn)制備化工流程、反應(yīng)原理、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用、有關(guān)圖象的計算等有關(guān)問題,是對學(xué)生綜合能力的考查,難度中等.

練習(xí)冊系列答案
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20.下列說法不正確的是(  )
A.在汽油中加入乙醇熱值改變
B.秸稈燃燒是造成霧霾的原因之一
C.用犧牲陰極的方法可以保護(hù)金屬
D.自行車鋼架生銹主要是電化學(xué)腐蝕所致

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1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下mg氣體A和ngB氣體的分子數(shù)相同,下列說法不正確的是( 。
A.A與B的相對分子質(zhì)量之比為m:n
B.同溫同壓下,兩氣體A與B的密度之比為n:m
C.同質(zhì)量的A與B分子個數(shù)之比為m:n
D.相同狀況下,同體積的氣體A與B 質(zhì)量比為m:n

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18.已知?dú)浠嚬腆w不導(dǎo)電,隔絕空氣熔融時能導(dǎo)電,它跟水反應(yīng)能生成氫氣.下列有關(guān)氫化鋰的說法中,錯誤的是(  )
A.LiH是離子晶體B.LiH的水溶液呈酸性
C.LiH是一種氧化劑D.LiH中H-半徑大于Li+半徑

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5.下列實(shí)驗(yàn)裝置正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵ā 。?table class="qanwser">A.
制取少量Cl2B.
證明非金屬性Cl>C>SiC.
水不能持續(xù)流下,說明裝置氣密性良好D.
測定鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

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15.為了研究碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率,某同學(xué)通過圖1實(shí)驗(yàn)裝置測定反應(yīng)中生成的CO2氣體體積,并繪制出圖2所示的曲線,在該實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)錐形瓶溫度明顯升高.請分析、討論并回答以下問題:

(1在O~t1、t1~t2、t2~t3各相同的時間段里,反應(yīng)速率最大的時間段是t1~t2;可能的原因是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)一段時間后,溶液的溫度升高,使得反應(yīng)速率加快.
(2為減緩上述反應(yīng)速率,欲向鹽酸溶液中加入下列物質(zhì),你認(rèn)為可行的有AC.
A.蒸餾水      B.NaCl固體      C.NaCl溶液      D.通入HCl
(3)在t4后,收集到的氣體的體積不再增加,可能的原因是反應(yīng)物中有一種已經(jīng)消耗完.

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2.已知常溫下CH3COOH的電離平衡常數(shù)為 k0,常溫下,向20mL 0.1mol•L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol.L-1NaOH溶液,其 pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化).下列說法正確的是( 。
A.a點(diǎn)表溶液中由水電離出的溫度為1.0xl0-3mol•L-1
B.b 點(diǎn)表示的溶液 c (CH3COO-)<c (Na+
C.b、d點(diǎn)表示的溶液中$\frac{c(C{H}_{3}COO)•c({H}^{+})}{c(C{H}_{3}COOH)}$相等
D.c點(diǎn)表示CH3COOH和NaOH恰好反應(yīng)完全

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19.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是( 。
A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀H2SO4中,銅片表面出現(xiàn)氣泡
B.把鐵釘和碳棒用銅線連接后,浸入0.1 mol•L-1的食鹽溶液中,鐵釘作負(fù)極被腐蝕
C.把銅片插入氯化鐵溶液中,在銅片表面出現(xiàn)一層鐵
D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中,加入幾滴氯化銅溶液,氣泡放出速率加快

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20.科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池.已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1.請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10mol水消耗的能量是2858kJ.
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1
(3)在直接以甲醇為燃料的電池中,理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗1mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1kJ,則該燃料電池的理論效率為96.6%(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能占燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量的百分比).

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