Question

【題目】過氧化鈣(CaO2)是一種對環境友好的多功能無機化合物。

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

①裝置A中發生反應的化學方程式為_______________________________。

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

③裝置B的作用是_____________；反應在冰水浴中進行的原因是_____________________。

④反應結束后，經過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O。檢驗CaO2·8H2O是否洗滌干凈的操作為_______________________________________________________。

II.將所得CaO2·8H2O脫水后得CaO2產品，設計兩種方法測定產品中CaO2的含量。

①量氣法

已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。若所取產品質量是xg，加熱至恒重時，剩余固體yg，則產品中CaO2的質量分數為____________(用字母表示)。

②滴定法

步驟一：準確稱取ag產品于有塞錐形瓶中，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。

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溶液至反應完全，滴定至終點，記錄數據，重復上述操作，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液體積為VmL。

CaO2的質量分數為_________(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致少量溶液濺出，則測得的質量分數_____________(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+反應生成的氫離子，促進反應進行(或使溶液呈堿性，減少CaO2·H2O的溶解，或提高產品的產率) 導氣，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是實驗室利用氯化銨與氫氧化鈣混合加熱制氨氣，發生反應的化學方程式為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2 H2O。②因為Ca2+和H2O2反應會產生氫離子,用氨氣中和氫離子,可以促使反應正向進行,所以氨氣的作用為中和Ca2+和H2O2反應產生的氫離子,促進反應進行。③利用裝置B可以導氣，并且防止液體倒吸入試管中；該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO2·8H2O產率，同時H2O2不穩定，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H2O2會分解；④析出晶體表面溶液中含有Cl-，只要檢驗洗滌液中無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+反應生成的氫離子，促進反應進行(或使溶液呈堿性，減少CaO2·H2O的溶解，或提高產品的產率) ③導氣，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，則說明已經洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈.

II. ①結合題意可以知道,氧氣的質量為(x-y)g,根據反應2CaO22CaO+O2↑可求得過氧化鈣的質量為(x-y)g=4.5(x-y)g,所以產品中CaO2的質量分數為:

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

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