Question

3．過(guò)氧化鈣較穩(wěn)定，不溶于乙醇，微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑．以下是一種制備過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法．

回答下列問(wèn)題：
（1）大理石經(jīng)過(guò)溶解、沉淀、過(guò)濾、在沉淀、再過(guò)濾，得到CaCO₃，其目的是除去雜質(zhì)，得到純凈的碳酸鈣（或提純碳酸鈣）；過(guò)濾需要用到的玻璃儀器主要有漏斗、燒杯和玻璃棒．
（2）反應(yīng)①的具體操作作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體．將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾．將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO₂．
（3）反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂=CaO₂+2NH₄Cl+2H₂O，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是溫度過(guò)高時(shí)過(guò)氧化氫分解．
（4）白色晶體水洗時(shí)，判斷是否洗凈的方法是取少量末次水洗液于試管中，滴加稀硝酸酸化后再滴加AgNO₃ 溶液；使用乙醉洗滌的目的是去除晶體表面的水分．
（5）制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是：將石灰石鍛燒后．直接加人雙氧水反應(yīng)，過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品．該法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單．所得產(chǎn)品的缺點(diǎn)是純度較低．
（6）CaO₂•8H₂O加熱脫水的過(guò)程中，需不斷通入氧氣．目的是抑制過(guò)氧化鈣分解．若通入的氧氣中混有二氧化碳，其后果是二氧化碳與過(guò)氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣；已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．圖是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定產(chǎn)品中CaO₂含量的裝置（夾持裝置省略）．

若所取產(chǎn)品質(zhì)量為ag，測(cè)得生成氣體的體積為VmL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），則產(chǎn)品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9V}{1400a}$×100%（用含a、V的式子表示）．

Answer 1

分析 大理石含雜質(zhì)鐵的氧化物，加入稀鹽酸溶解得到氯化鈣、氯化鐵溶液，加入氨水沉淀鐵離子，過(guò)濾得到濾渣主要為氫氧化鐵，濾液中加入碳酸銨沉淀鈣離子過(guò)濾得到沉淀碳酸鈣，反應(yīng)①是逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體．將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾．將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO₂，反應(yīng)②濾液中加入氨水和過(guò)氧化氫冰水浴中反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣晶體，過(guò)濾得到過(guò)氧化鈣晶體，水洗、乙醇洗、烘烤得到過(guò)氧化鈣固體，
（1）大理石中含鐵的氧化物，沉淀溶解沉淀、過(guò)濾、再沉淀、再過(guò)濾目的是除去雜質(zhì)離子；過(guò)濾裝置有燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）將溶液煮沸的作用是除去溶液中二氧化碳；
（3）反應(yīng)②是濾液中加入氨水和過(guò)氧化氫冰水浴中反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣晶體；過(guò)氧化氫熱易分解；
（4）白色晶體水洗時(shí)，表面可能粘有氯離子，結(jié)合氯離子的檢驗(yàn)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)；過(guò)氧化鈣較穩(wěn)定，不溶于乙醇；
（5）制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是：將石灰石鍛燒后．直接加人雙氧水反應(yīng)，過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品混有雜質(zhì)；
（6）二氧化碳和過(guò)氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣，過(guò)氧化鈣分解生成氧化鈣和氧氣，結(jié)合生成的氧氣物質(zhì)的量計(jì)算過(guò)氧化鈣物質(zhì)的量得到質(zhì)量來(lái)計(jì)算過(guò)氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：大理石含雜質(zhì)鐵的氧化物，加入稀鹽酸溶解得到氯化鈣、氯化鐵溶液，加入氨水沉淀鐵離子，過(guò)濾得到濾渣主要為氫氧化鐵，濾液中加入碳酸銨沉淀鈣離子過(guò)濾得到沉淀碳酸鈣，反應(yīng)①是逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體．將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾．將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO₂，反應(yīng)②濾液中加入氨水和過(guò)氧化氫冰水浴中反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣晶體，過(guò)濾得到過(guò)氧化鈣晶體，水洗、乙醇洗、烘烤得到過(guò)氧化鈣固體，
（1）大理石中含鐵的氧化物，大理石經(jīng)過(guò)溶解、沉淀、過(guò)濾、再沉淀、再過(guò)濾，得到CaCO₃，其目的是，除去雜質(zhì)，得到純凈的碳酸鈣（或提純碳酸鈣），過(guò)濾裝置有燒杯、玻璃棒、漏斗，過(guò)濾需要用到的玻璃儀器主要有漏斗、燒杯和玻璃棒，
故答案為：除去雜質(zhì)，得到純凈的碳酸鈣（或提純碳酸鈣；玻璃棒；
（2）反應(yīng)①的具體操作作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體．將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾．將溶液煮沸的作用是，除去溶液中溶解的二氧化碳，
故答案為：除去溶液中溶解的CO₂；
（3）反應(yīng)②是濾液中加入氨水和過(guò)氧化氫冰水浴中反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂=CaO₂+2NH₄Cl+2H₂O，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是過(guò)氧化氫熱易分解，
故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂=CaO₂+2NH₄Cl+2H₂O；溫度過(guò)高時(shí)過(guò)氧化氫分解；
（4）白色晶體水洗時(shí)，表面可能粘有氯離子，結(jié)合氯離子的檢驗(yàn)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，白色晶體水洗時(shí)，判斷是否洗凈的方法是：取少量末次水洗液于試管中，滴加稀硝酸酸化后再滴加AgNO₃ 溶液，使用乙醉洗滌的目的是過(guò)氧化鈣較穩(wěn)定，不溶于乙醇，
故答案為：取少量末次水洗液于試管中，滴加稀硝酸酸化后再滴加AgNO₃ 溶液；去除晶體表面的水分；
（5）制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是：將石灰石鍛燒后．直接加人雙氧水反應(yīng)，過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品混有雜質(zhì)，該法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單．所得產(chǎn)品的缺點(diǎn)是得到產(chǎn)品純度低，
故答案為：純度較低；
（6）CaO₂•8H₂O加熱脫水的過(guò)程中，需不斷通入氧氣．目的是抑制過(guò)氧化鈣分解．若通入的氧氣中混有二氧化碳，其后果是二氧化碳和過(guò)氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣，過(guò)氧化鈣分解生成氧化鈣和氧氣，2CaO₂=2CaO+O₂↑，若所取產(chǎn)品質(zhì)量為ag，測(cè)得生成氣體的體積為VmL（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），氧氣物質(zhì)的量=$\frac{V×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$，則得到過(guò)氧化鈣物質(zhì)的量=$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}×2$mol=$\frac{V×1{0}^{-3}}{11.2}$mol，
結(jié)合生成的氧氣物質(zhì)的量計(jì)算過(guò)氧化鈣物質(zhì)的量得到質(zhì)量來(lái)計(jì)算過(guò)氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{V×1{0}^{-3}}{11.2}×72g/mol}{ag}$×100%=.$\frac{9V}{1400a}$×100%，
故答案為：$\frac{9V}{1400a}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備和提純的分析應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)基本操作、含量計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．