Question

過氧化鈣（CaO₂）難溶于水，在常溫下穩(wěn)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(yè)、農業(yè)、環(huán)保等許多方面．如圖是以大理石（主要雜質是氧化鋁）等為原料制取過氧化鈣（CaO₂）的流程．

請回答下列問題：
（1）①中實驗操作順序為

 

（填序號）．
a．過濾    b．蒸餾    C．分液    d．蒸發(fā)結晶
（2）用氨水調節(jié)pH至7～8的目的是

 

．
（3）寫出生成濾渣B的離子方程式

 

．
（4）若在濾液C中，加入HN

 

，使溶液呈酸性以得到副產物NH₄NO₃，則酸化后溶液中，c（NH₄⁺）

 

c（N0₃^-）（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“=”）
（5）操作②是在低溫下，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，調節(jié)溶液的pH至9～11，現大量沉淀．用簡要的文字解釋需用氫氧化鈉調節(jié)pH至9～ll的原因

 

．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：大理石（主要雜質是氧化鋁）加硝酸反應后過濾，濾液A的成分有硝酸鈣和硝酸鋁以及剩余的硝酸，當pH至7-8范圍段內時，三價鋁離子易形成沉淀，所以濾渣B是氫氧化鋁，濾液B是硝酸鈣，和碳酸銨之間可以發(fā)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(fā)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）實現固體和液體的分離采用過濾的方法，從氯化鈣的溶液中獲得氯化鈣的結晶水合物要采用蒸發(fā)結晶的方法，碳酸鈣能和強酸反應；
（2）pH至7-8范圍段內時，鋁離子易形成沉淀；
（3）氨水與鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀；
（4）酸化后溶液中生成硝酸銨，銨根離子水解；
（5）雙氧水可以和氯化鈣反應生成過氧化鈣和鹽酸；氫氧化鈉溶液加入和鹽酸反應促進平衡正向進行生成過氧化鈣．

解答： 解：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(fā)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(fā)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）碳酸鈣和硝酸銨的混合物過濾后，所得沉淀碳酸鈣用鹽酸溶解然后蒸發(fā)結晶可以得到氯化鈣晶體；
故答案為：d；
（2）用氨水調節(jié)pH至7-8，鋁離子可易形成沉淀，從而分離出硝酸鈣溶液，故答案為：除去Al³⁺；
（3）用氨水調節(jié)pH，則氨水與鋁離子反應生成氫氧化鋁沉淀，其反應的離子方程式為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）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：HNO₃；＜；
（5）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；
故答案為：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．

點評：本題制取過氧化鈣（CaO₂）的工藝流程為知識背景，考查了基本實驗操作、除雜質、離子方程式、鹽的水解原理的應用、平衡移動原理的應用等知識，題目涉及的知識點較多，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．