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4.CaO2•8H2O呈白色,微溶于水,加熱至350℃左右開始分解放出氧氣,425℃分解完全.過氧化鈣可以用于改善地表水質、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮,也可用于應急供氧等.實驗室先用大理石(含MgCO3、FeCO3等雜質)制取純凈的碳酸鈣,然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣.實驗流程如圖1(已知:Ca(OH)2+H2O2+6H2O→CaO2•8H2O△H<0):

(1)寫出CaO2的電子式:
(2)圖示步驟②,加入濃氨水至弱堿性的目的是:使其中Mg2+、Fe3+等雜質離子形成沉淀除去.
(3)步驟③發(fā)生反應的化學方程式為:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl.
(4)步驟③用冰水冷卻的可能原因是:防止其分解,提高利用率,同時溫度低能降低物質的溶解度,提高產率.
(5)用圖2的量氣法可測定樣品中CaO2的質量分數:先檢查裝置的氣密性,然后在量氣管中注入一定量的水,在儀器4的試管中注入9.0g樣品,連接好裝置;充分加儀器4所示的小試管.若在標準狀況下收集到840mL氣體,則CaO2純度為:60%.

分析 大理石(含MgCO3、FeCO3等雜質)制取純凈的碳酸鈣,然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣的原理:大理石(含MgCO3、FeCO3等雜質)都可以和硝酸之間發(fā)生反應得到硝酸鈣、硝酸鎂以及硝酸鐵的混合物用,FeCO3與硝酸反應是氧化還原反應,向混合液中加入氨水,可以形成氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀,過濾,得到的濾液是硝酸鈣溶液(含銨根離子),向其中加入碳酸銨,發(fā)生復分解反應,可以得到碳酸鈣沉淀,沉淀用鹽酸溶解,得到氯化鈣的水溶液,加入雙氧水、氨氣,冰水冷卻,可以得到CaO2•8H2O,低溫下烘干,可以得到CaO2,進一步加熱可以得到氧化鈣和氧氣,
(1)CaO2是過氧根離子和鈣離子通過離子鍵形成的離子化合物,據此書寫電子式;
(2)硝酸鎂、硝酸鐵可以喝氨水發(fā)生復分解反應,形成氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀;
(3)根據流程圖知道:氯化鈣的水溶液,加入雙氧水、氨氣,冰水冷卻,可以得到CaO2•8H2O;
(4)根據高溫下雙氧水以及CaO2•8H2O的性質來回答;
(5)加熱發(fā)生反應:2CaO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O2↑,根據氧氣體積計算樣品中CaO2的質量,進而計算CaO2的純度.

解答 解:大理石(含MgCO3、FeCO3等雜質)制取純凈的碳酸鈣,然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣的原理:大理石(含MgCO3、FeCO3等雜質)都可以和硝酸之間發(fā)生反應得到硝酸鈣、硝酸鎂以及硝酸鐵的混合物用,FeCO3與硝酸反應是氧化還原反應,向混合液中加入氨水,可以形成氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀,過濾,得到的濾液是硝酸鈣溶液(含銨根離子),向其中加入碳酸銨,發(fā)生復分解反應,可以得到碳酸鈣沉淀,沉淀用鹽酸溶解,得到氯化鈣的水溶液,加入雙氧水、氨氣,冰水冷卻,可以得到CaO2•8H2O,低溫下烘干,可以得到CaO2,進一步加熱可以得到氧化鈣和氧氣,
(1)CaO2是過氧根離子和鈣離子通過離子鍵形成的離子化合物,電子式為:,故答案為:;
(2)硝酸鈣、硝酸鎂以及硝酸鐵的混合物中加入氨水,可以形成氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀,
故答案為:使其中Mg2+、Fe3+等雜質離子形成沉淀除去;
(3)氯化鈣的水溶液,加入雙氧水、氨氣,冰水冷卻,可以得到CaO2•8H2O,該反應的反應物為CaCl2、H2O2、NH3,故方程式為CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl,
故答案為:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O+2NH4Cl;
(4)因為H2O2受熱易分解,故采用冰水冷卻的方式防止其分解,提高利用率,同時溫度低能降低物質的溶解度,提高產率,
故答案為:防止其分解,提高利用率,同時溫度低能降低物質的溶解度,提高產率;
(5)加熱發(fā)生反應:2CaO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O2↑,生成氧氣為$\frac{0.84L}{22.4L/mol}$=0.0375mol,故樣品中CaO2的質量為0.0375mol×2×72g/mol=5.4g,則CaO2的純度為$\frac{5.4g}{9.0g}$×100%=60%,
故答案為:60%.

點評 本題考查了制備實驗方案的設計,該題是高考中的常見考點和題型,屬于中等難度試題的考查,試題綜合性強,側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練,旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力,有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和規(guī)范嚴謹的實驗設計能力,提高學生的學科素養(yǎng).

練習冊系列答案
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14.X、Y、Z均為短周期元素,其簡單離子X+、Y3+、Z2-的核外電子層結構相同.下列說法不正確的是( 。
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13.下列有關NaClO和NaCl混合溶液的敘述正確的是(  )
A.該溶液中,H+、NH4+、SO42-、Br-可以大量共存
B.該溶液中,Ag+、K+、NO3-可以大量共存
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D.向該溶液中加入濃鹽酸,每產生1molCl2,轉移電子約為6.02×1023

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700℃時,向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g),反應過程中測定的部分數據見下表(表中t2>t1):

反應時間/min

n(CO)/mol

H2O/mol

0

1.20

0.60

t1

0.80

t2

0.20

下列說法正確的是( )

A.反應在t1min內的平均速率為v(H2)=0.40/t1 mol•L﹣1•mim﹣1

B.保持其他條件不變,起始時向容器中充入0.60mol CO和1.20mol H2O,到達平衡時n(CO2)=0.40mol

C.保持其他條件不變,向平衡體系中再通入0.20mol H2O,與原平衡相比,達到新平衡時CO轉化率增大,H2O的體積分數不變

D.溫度升至800℃,上述反應平衡常數為0.64,則正反應為吸熱反應

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一定條件下將0.1mol N2和0.3mol H2置于恒容密閉容器中發(fā)生反應:N2+3H22NH3.下列關于該反應的說法正確的是( )

A.最終可生成0.2 mol NH3

B.增大壓強能使反應速率減小

C.降低反應體系的溫度能加快反應速率

D.向容器中再加入N2,能加快反應速率

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9.下列物質在一定條件下不能發(fā)生水解反應的是( 。
A.蔗糖B.植物油C.葡萄糖D.淀粉

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16.下列各組離子在指定溶液中,一定能大量共存的是( 。
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B.室溫下,pH=11的溶液中:Na+、Ba2+、AlO2-、NO3-
C.加入KSCN溶液顯紅色的溶液:K+、NH4+、Cl-、CO32-
D.由水電離的H+濃度為1×10-11mol•L-1的溶液中:Mg2+、NH4+、S2O32-、SO42-

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13.下列物質分類組合正確的是( 。
 酸性氧化物
A純堿鹽酸燒堿二氧化硫
B燒堿硫酸食鹽一氧化碳
C苛性鈉醋酸石灰石
D苛性鉀碳酸蘇打三氧化硫
A.AB.BC.CD.D

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(2)以上物質中屬于電解質的是①②⑤.
(3)以上物質中屬于非電解質的是④.

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