Question

5．過氧化鈣難溶于水，溶于酸生成過氧化氫，在醫(yī)藥上用作殺菌劑、防腐劑等．
Ⅰ．某小組用含有少量氧化亞鐵和氧化鐵雜質(zhì)的大理石制取過氧化鈣的流程如下：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）操作I的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使鐵元素完全沉淀，則試劑A最好選用c．
a．鹽酸         b．硝酸       c．鹽酸和過氧化氫    d．硫酸
（2）檢驗(yàn)操作I中鐵元素已沉淀完全的操作是取上層清液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液不變紅，則鐵元素已除凈．
（3）濾液B主要成分的化學(xué)式是NH₄Cl．
（4）反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)．保持H₂O₂物質(zhì)的量一定，當(dāng)H₂O₂濃度小于20%時(shí)，CaO₂的產(chǎn)率隨H₂O₂濃度的增大而增大；但濃度大于20%后，CaO₂產(chǎn)率反而下降．試分析CaO₂產(chǎn)率下降的可能原因是H₂O₂濃度高，反應(yīng)速率快，反應(yīng)放熱使體系升溫迅速，促使H₂O₂分解．
Ⅱ．過氧化鈣中常含有CaO雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可按以下步驟測(cè)定CaO₂含量：
步驟1：準(zhǔn)確稱取0.3900g過氧化鈣樣品，置于250mL的錐形瓶中；
步驟2：分別加入10mL蒸餾水和20mL磷酸（1：3），振蕩使樣品完全溶解；
步驟3：用0.1000mol•L^-1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)；
步驟4：平行測(cè)定4次（數(shù)據(jù)記錄見下表），計(jì)算試樣中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

實(shí)驗(yàn)	1	2	3	4
V（KMnO4）/mL	19.50	21.50	19.48	19.52

已知：上述實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)關(guān)系為：CaO₂～H₂O₂，5H₂O₂～2KMnO₄
請(qǐng)回答下列問題：
（5）步驟3判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)看到加入1滴KMnO₄溶液，錐形瓶中溶液由無色變?yōu)闇\紅色（或粉紅色、紅色），30s不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知，該樣品中CaO₂含量為90%．若實(shí)驗(yàn)時(shí)剛洗凈的滴定管未用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，則CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

分析 大理石中含有少量氧化亞鐵和氧化鐵雜質(zhì)，酸溶后，溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺雜質(zhì)，加入氨水后Fe²⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，所以在酸溶的同時(shí)最好加入適當(dāng)?shù)难趸瘎�，同是不能帶入新的雜質(zhì)，除鐵后得到的氯化鈣溶液中加入碳酸銨，得到純凈的碳酸鈣，加入鹽酸，再生成氯化鈣，CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，失去結(jié)晶水后得到CaO₂，據(jù)此答題．

解答 解：大理石中含有少量氧化亞鐵和氧化鐵雜質(zhì)，酸溶后，溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺雜質(zhì)，加入氨水后Fe²⁺、Fe³⁺轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵而除去，所以在酸溶的同時(shí)最好加入適當(dāng)?shù)难趸瘎�，同是不能帶入新的雜質(zhì)，除鐵后得到的氯化鈣溶液中加入碳酸銨，得到純凈的碳酸鈣，加入鹽酸，再生成氯化鈣，CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，失去結(jié)晶水后得到CaO₂，
Ⅰ．（1）酸溶后，溶液中含有Fe²⁺、Fe³⁺雜質(zhì)，在酸溶的同時(shí)最好加入適當(dāng)?shù)难趸瘎�，且不引入新雜質(zhì)，使在加入氨水是鐵離子完全生成氫氧化鐵沉淀，所以試劑A最好選用鹽酸和過氧化氫，
故選c；
（2）用KSCN溶液可以檢驗(yàn)鐵離子的存在，所以檢驗(yàn)操作I溶液中鐵元素已沉淀完全的操作是取上層清液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液不變紅，則鐵元素已除凈，
故答案為：取上層清液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液不變紅，則鐵元素已除凈；
（3）氯化鈣與碳酸銨反應(yīng)生成氯化銨溶液和碳酸鈣沉淀，濾液后過濾得到濾液B，所以濾液B主要成分的化學(xué)式是NH₄Cl，
故答案為：NH₄Cl；
（4）反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，H₂O₂在溫度升高時(shí)容易分解，所以保持H₂O₂物質(zhì)的量一定，當(dāng)H₂O₂濃度小于20%時(shí)，由于增加一種反應(yīng)物濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以CaO₂的產(chǎn)率隨H₂O₂濃度的增大而增大；但濃度大于20%后，由于反應(yīng)的速率加快，導(dǎo)致體系溫度迅速升高，促使H₂O₂分解，H₂O₂的溶液下降，CaO₂產(chǎn)率反而下降，
故答案為：H₂O₂濃度高，反應(yīng)速率快，反應(yīng)放熱使體系升溫迅速，促使H₂O₂分解；
Ⅱ．（5）步驟3是用0.1000mol•L^-1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定雙氧水，所以判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)看到加入1滴KMnO₄溶液，錐形瓶中溶液由無色變?yōu)闇\紅色（或粉紅色、紅色），30s不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：當(dāng)看到加入1滴KMnO₄溶液，錐形瓶中溶液由無色變?yōu)闇\紅色（或粉紅色、紅色），30s不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)；
（6）由表中數(shù)據(jù)可知，四次數(shù)據(jù)中1、3、4比較接近，2的數(shù)據(jù)偏差比較大，所以取代1、3、4的數(shù)據(jù)，用去的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為19.5mL，根據(jù)CaO₂～H₂O₂，5H₂O₂～2KMnO₄，則有CaO₂～$\frac{2}{5}$KMnO₄，所以該樣品中CaO₂含量為$\frac{\frac{5}{2}×（40+32）×0.1000×19.5×1{0}^{-3}g}{0.3900g}$%=90.00%，若實(shí)驗(yàn)時(shí)剛洗凈的滴定管未用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，會(huì)使滴定管中標(biāo)準(zhǔn)液的濃度偏小，導(dǎo)致用去的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，根據(jù)CaO₂～$\frac{2}{5}$KMnO₄，所以CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果偏高，
故答案為：90.00；偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查工藝流程、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、閱讀獲取信息的能力等，注重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考查，側(cè)重對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本技能與綜合能力的考查，難度中等．