Question

20．過(guò)氧化鈣（Ca0₂）是一種難溶于水的固體無(wú)機(jī)過(guò)氧化物，常溫下是白色至淡黃色粉末，無(wú)臭、無(wú)毒的粉狀結(jié)晶或顆粒．已知Ca0₂在150℃時(shí)逐漸變?yōu)闊o(wú)水Ca0₂，在350℃迅速分解生成CaO和0₂．其廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)、食品、冶金、化工等多個(gè)領(lǐng)域．其制備過(guò)程如下：
①稱取7.5g CaCl₂-2H₂0（摩爾質(zhì)量為147g/mol）放入燒杯中，用lOmL蒸餾水溶解；
②加入25mL30%的H₂0₂，邊攪拌邊滴加5mL濃NH₃，H₂0；
③控制溫度為0℃的左右，有晶體析出，用冷水洗滌晶體，得到Ca0₂•8H20，在150℃下加熱脫水0.5h，轉(zhuǎn)入干燥器中冷卻后得到Ca0₂，稱重，計(jì)算產(chǎn)率．完成下列填空
（1）第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．
（2）第③步控制溫度為0℃左右的原因是防止高溫下H₂O₂分解，在實(shí)驗(yàn)室官采取的方法是冰水浴冷卻
檢驗(yàn)Ca0₂•8H₂0是否洗凈的方法是取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察溶液是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒(méi)有洗滌干凈，否則洗滌干凈．
（3）第③步稱重時(shí)其質(zhì)量為2.63g，產(chǎn)率為71.66%．（小數(shù)點(diǎn)后保留2位小數(shù)）
過(guò)氧化鈉含量的測(cè)定稱取0.2g樣品于250mL錐瓶中，加入50mL水和15mL 2mol•L^-1 HC1，振蕩使溶解，用O.02mol•L^-1的KMn0₄準(zhǔn)溶液滴定到終點(diǎn)．消耗KMn0₄溶液的體積為23.64mL．
①滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由無(wú)色變淺紫紅色并且半分鐘內(nèi)不褪色．
②滴定過(guò)程中的離子方程式為2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
③計(jì)算Ca0₂在樣品中的純度42.55%（小數(shù)點(diǎn)后保留2位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)②為氯化鈣與氨水、過(guò)氧化氫反應(yīng)生成CaO₂•8H₂O，還應(yīng)生成氯化銨；
（2）第③步中H₂O₂易分解，應(yīng)控制在低溫下反應(yīng)，可以用冰水混合物冷卻；通過(guò)檢驗(yàn)洗滌液中是否含有氯離子來(lái)判斷檢驗(yàn)“水洗”是否合格；
（3）已知反應(yīng)的反應(yīng)為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，則可以得到物質(zhì)之間的關(guān)系為：CaCl₂•2H₂0～CaCl₂～CaO₂•8H₂O，據(jù)此分析；
（4）①高錳酸根具有強(qiáng)氧化性，能將過(guò)氧化鈣氧化生成氧氣；
②當(dāng)高錳酸鉀過(guò)量時(shí)溶液顯淺紫紅色；
③根據(jù)過(guò)氧化鈣和高錳酸鉀反應(yīng)的方程式計(jì)算過(guò)氧化鈣的量，進(jìn)而計(jì)算過(guò)氧化鈣的純度．

解答 解：（1）反應(yīng)②為氯化鈣、雙氧水、氨氣和水，生成為CaO₂•8H₂O和氯化銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）第③步中H₂O₂易分解，應(yīng)控制在低溫下反應(yīng)，可以用冰水混合物冷卻；溶液中含有大量的氯離子，氯離子會(huì)附著在沉淀表面，所以洗液中會(huì)含有氯離子，檢驗(yàn)“水洗”是否合格的方法是：取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察溶液是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒(méi)有洗滌干凈，否則洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察溶液是否產(chǎn)生白色沉淀，如果產(chǎn)生白色沉淀就證明沒(méi)有洗滌干凈，否則洗滌干凈；
（3）已知反應(yīng)的反應(yīng)為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，
則可以得到物質(zhì)之間的關(guān)系為：CaCl₂•2H₂0～CaCl₂～CaO₂•8H₂O～CaO₂，
147 72
7.5g m
則m=$\frac{72×7.5g}{147}$=3.67g，
所以產(chǎn)率為$\frac{2.63g}{3.67g}$×100%=71.66%；
故答案為：71.66%；
（4）①高錳酸根是紫紅色的離子，當(dāng)加上最后一滴高錳酸鉀，溶液由無(wú)色變淺紫紅色并且半分鐘內(nèi)不褪色，證明滴定達(dá)到了終點(diǎn)，
故答案為：溶液由無(wú)色變淺紫紅色并且半分鐘內(nèi)不褪色；
②高錳酸根具有強(qiáng)氧化性，能將過(guò)氧化鈣氧化生成氧氣，同時(shí)自身被還原為錳離子，即2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
③已知發(fā)生的反應(yīng)2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，反應(yīng)消耗高錳酸鉀為0.02mol/L×0.02364=0.0004728mol，
則n（CaO₂）=$\frac{5}{2}$×0.0004728mol=0.01182mol，其質(zhì)量為0.01182mol×72g/mol=0.085g，
所以Ca0₂在樣品中的純度$\frac{0.085g}{0.2g}$×100%=42.55%；
故答案為：42.55%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，涉及物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算等問(wèn)題，題目難度較大，做題時(shí)注意分析題中關(guān)鍵信息、物質(zhì)的量關(guān)系等為解答的關(guān)鍵，充分考查了學(xué)生的分析、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力．