Question

過氧化鈣（CaO₂）難溶于水，在常溫下穩定，在潮濕空氣及水中緩慢分解放出氧氣，因而廣泛應用于漁業、農業、環保等許多方面。下圖是以大理石（主要雜質是氧化鐵）等為原料制取過氧化鈣（CaO₂）的流程。

請回答下列問題：
（1）用氨水調節pH至8——9的目的是               。
（2）若測得濾液C中c(CO₃^2-)=10^-3mol/L，則Ca²⁺       （填“是”或“否”）沉淀完全。（已知c(Ca²⁺)≤10^-5mol/L可視為沉淀完全；Ksp(CaCO₃)=4.96×10^-9）
（3）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產物NH₄NO₃，則酸化后溶液中，c(NH₄⁺)     c(NO₃^-)（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“＝”）。
（4）在低溫下，往過氧化氫濃溶液中投入無水氯化鈣進行反應，寫出該反應的化學方程式：                            ，一段時間后，再加入氫氧化鈉溶液，當調節溶液pH至9——11，才出現大量沉淀。用化學方程式和簡要的文字解釋需用氫氧化鈉調節pH至9——11的原因                                              。

Answer 1

（1）除去Fe³⁺ ； （2）是 ；（3）＜；
（4）CaCl₂+H₂O₂CaO₂+2HCl（或CaCl₂+H₂O₂+2NaOH = CaO₂↓+2NaCl+2H₂O）； 加入NaOH溶液使上述平衡向正反應方向，有利于CaO₂沉淀的生成。

解析試題分析：根據圖示信息，可得出：濾液A的成分有硝酸鈣和硝酸鐵以及剩余的硝酸，當pH至8-9范圍段內時，三價鐵可易形成沉淀，所以濾渣B是氫氧化鐵，濾液B是硝酸鈣，和碳酸銨之間可以發生復分解反應生成碳酸鈣和硝酸銨，過濾，沉淀碳酸鈣用鹽酸溶解然后蒸發結晶可以得到氯化鈣晶體，再失水成為無水氯化鈣，雙氧水可以和氯化鈣反應生成過氧化鈣和鹽酸．
（1）用氨水調節pH至8-9，三價鐵可易形成沉淀，從而分離出硝酸鈣溶液，故答案為：除去Fe³⁺；
（2）若測得濾液C中c（CO₃^2-）=10^-3 mol/L，Ksp（CaCO₃）=4.96×10^-9；Ksp=Ca²⁺+CO₃^2-=10^-3 mol/L×c（Ca²⁺）=4.96×10^-9 ，c（Ca²⁺）=4.96×10^-6 mol/L，已知c（Ca²⁺）≤10^-5mol/L可視為沉淀完全，所以此時鈣離子沉淀完全；故答案為：是；
（3）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產物NH₄NO₃，銨根離子水解，則酸化后溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）；故答案為：＜；
（4）雙氧水可以和氯化鈣反應生成過氧化鈣和鹽酸，即CaCl₂+H₂O₂=CaO₂↓+2HCl，加入NaOH溶液使上述平衡向正反應方向，有利于CaO₂沉淀的生成；
考點：溶液酸堿性的分析和控制目的