Question

大理石中含有的主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵，以下是某化學(xué)興趣小組用大理石為原料制取安全無(wú)毒殺菌劑過(guò)氧化鈣的主要流程：

已知：生成CaO₂?8H₂O的化學(xué)方程式為
CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O→CaO₂?8H₂O+2NH₄Cl
（1）給B溶液加入氨水的目的是

 

，在該過(guò)程中要隨時(shí)測(cè)定pH，在實(shí)驗(yàn)室中用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作使用的實(shí)驗(yàn)用品主要有：

 

（2）確定加入氨水的目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的方法是

 

（3）本實(shí)驗(yàn)需要多次使用玻璃棒，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程中玻璃棒的作用有

 

，若Y溶液的pH大于Z溶液的pH，則Z溶液的名稱是

 

．
（4）由濾液F得到晶體F，操作過(guò)程包括

 

   （填操作名稱）、冷卻結(jié)晶．
（5）制得的CaO₂中一般含有CaO．該化學(xué)興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定制得的樣品中CaO₂的含量：稱量0.06g樣品于錐形瓶中，然后加入過(guò)量的濃度為0.20mol/L的鹽酸20.00mL，再用濃度為0.20mol/L的氫氧化鈉溶液滴定，消耗氫氧化鈉溶液11.00mL．若用甲基橙為指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為

 

，該樣品中的CaO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：大理石中含有的主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵，試劑A是用稀硝酸或鹽酸溶解大理石，操作Ⅰ過(guò)濾操作，得到濾液B中加入氨水顯然是生成氫氧化鐵過(guò)濾去除，沉淀X為Fe（OH）₃，C溶液中主要是鈣鹽，加入碳酸銨目的是沉淀鈣離子，得到沉淀E為CaCO₃，加入試劑A溶解后的溶液中加入Y溶液和Z溶液為一水合氨溶液和過(guò)氧化氫溶液，溶解反應(yīng)后生成CaO₂?8H₂O，過(guò)濾得到固體，生成CaO₂?8H₂O，水洗脫水得到過(guò)氧化鈣；
（1）給B溶液加入氨水的目的是沉淀鐵離子；實(shí)驗(yàn)室中用pH試紙測(cè)定溶液pH需要用PH試紙、玻璃棒；
（2）檢驗(yàn)C溶液中是否含有鐵離子，利用加入KSCN溶液設(shè)計(jì)檢驗(yàn)；
（3）流程分析可知，玻璃棒的作用主要是攪拌加速溶解，過(guò)濾引流作用；依據(jù)加入的YZ溶液充分和溶液性質(zhì)分析判斷，Z為過(guò)氧化氫溶液；
（4）由濾液F得到晶體F，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥稱量；
（5）反應(yīng)中由CaCO₃與H₂O₂和氨水反應(yīng)生成CaO₂?8H₂O的化學(xué)方程式是：CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂?8H₂O↓+2NH₄Cl；
n（HCl）=0.200mol/L×0.02L=0.004mol；
n（NaOH）=n（HCl）（過(guò)量）=0.200mol/L×0.011L=0.0022mol；
因此樣品產(chǎn)生的OH^-的物質(zhì)的量為0.0018mol；
設(shè)樣品中含有CaO₂、CaO的物質(zhì)的量分別x、y，列式計(jì)算得到；

解答： 解：大理石中含有的主要雜質(zhì)是二氧化硅和氧化鐵，試劑A是用稀硝酸或鹽酸溶解大理石，操作Ⅰ過(guò)濾操作，得到濾液B中加入氨水顯然是生成氫氧化鐵過(guò)濾去除，沉淀X為Fe（OH）₃，C溶液中主要是鈣鹽，加入碳酸銨目的是沉淀鈣離子，得到沉淀E為CaCO₃，加入試劑A溶解后的溶液中加入Y溶液和Z溶液為一水合氨溶液和過(guò)氧化氫溶液，溶解反應(yīng)后生成CaO₂?8H₂O，過(guò)濾得到固體，生成CaO₂?8H₂O，水洗脫水得到過(guò)氧化鈣；
（1）給B溶液加入氨水的目的是沉淀溶解生成的鐵離子生成氫氧化鐵沉淀；實(shí)驗(yàn)室中用pH試紙測(cè)定溶液pH需要用PH試紙、玻璃棒；
故答案為：沉淀鐵離子，PH試紙、玻璃棒；
（2）檢驗(yàn)C溶液中是否含有鐵離子，利用加入KSCN溶液設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，取C溶液少許滴加KSCN溶液若不呈紅色說(shuō)明加入氨水的目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)；
故答案為：取C溶液少許滴加KSCN溶液若不呈紅色說(shuō)明加入氨水的目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)；
（3）流程分析可知，本實(shí)驗(yàn)需要多次使用玻璃棒，則實(shí)驗(yàn)過(guò)程中玻璃棒的作用主要是攪拌加速溶解，過(guò)濾引流作用；依據(jù)加入的YZ溶液充分和溶液性質(zhì)分析判斷，若Y溶液的pH大于Z溶液的pH，則Z溶液的名稱為過(guò)氧化氫溶液；
故答案為：溶解中攪拌加速溶解，過(guò)濾中引流，過(guò)氧化氫溶液；
（4）由濾液F得到晶體F，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥稱量；
故答案為：蒸發(fā)濃縮；
（5）用濃度為0.20mol/L的氫氧化鈉溶液滴定，消耗氫氧化鈉溶液11.00mL．若用甲基橙為指示劑，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：甲基橙橙色變化為黃色且半分鐘不變化；
反應(yīng)中由CaCO₃與H₂O₂和氨水反應(yīng)生成CaO₂?8H₂O的化學(xué)方程式是：CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂?8H₂O↓+2NH₄Cl；
n（HCl）=0.200mol/L×0.02L=0.004mol；
n（NaOH）=n（HCl）（過(guò)量）=0.200mol/L×0.011L=0.0022mol；
因此樣品產(chǎn)生的OH^-的物質(zhì)的量為0.0018mol；設(shè)樣品中含有CaO₂、CaO的物質(zhì)的量分別x、y，
則2x+2y=0.0018mol；
72x+56y=0.06g，
解得x=0.0006mol；
y=0.0003mol，
所以該樣品中CaO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.0006mol×72g/mol

0.06g

×100%=72%；
故答案為：甲基橙橙色變化為黃色且半分鐘不變化；72%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成實(shí)驗(yàn)分析判斷，實(shí)驗(yàn)基本操作，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，滴定實(shí)驗(yàn)的定量計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．