Question

20．过氧化钙（Ca0₂）是一种难溶于水的固体无机过氧化物，常温下是白色至淡黄色粉末，无臭、无毒的粉状结晶或颗粒．已知Ca0₂在150℃时逐渐变为无水Ca0₂，在350℃迅速分解生成CaO和0₂．其广泛应用于环境保护、农业、食品、冶金、化工等多个领域．其制备过程如下：
①称取7.5g CaCl₂-2H₂0（摩尔质量为147g/mol）放入烧杯中，用lOmL蒸馏水溶解；
②加入25mL30%的H₂0₂，边搅拌边滴加5mL浓NH₃，H₂0；
③控制温度为0℃的左右，有晶体析出，用冷水洗涤晶体，得到Ca0₂•8H20，在150℃下加热脱水0.5h，转入干燥器中冷却后得到Ca0₂，称重，计算产率．完成下列填空
（1）第②步反应的化学方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．
（2）第③步控制温度为0℃左右的原因是防止高温下H₂O₂分解，在实验室官采取的方法是冰水浴冷却
检验Ca0₂•8H₂0是否洗净的方法是取少量最后一次洗涤上清液，然后向洗涤液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，观察溶液是否产生白色沉淀，如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净，否则洗涤干净．
（3）第③步称重时其质量为2.63g，产率为71.66%．（小数点后保留2位小数）
过氧化钠含量的测定称取0.2g样品于250mL锥瓶中，加入50mL水和15mL 2mol•L^-1 HC1，振荡使溶解，用O.02mol•L^-1的KMn0₄准溶液滴定到终点．消耗KMn0₄溶液的体积为23.64mL．
①滴定到达终点的现象是溶液由无色变浅紫红色并且半分钟内不褪色．
②滴定过程中的离子方程式为2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
③计算Ca0₂在样品中的纯度42.55%（小数点后保留2位小数）

Answer 1

分析 （1）反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO₂•8H₂O，还应生成氯化铵；
（2）第③步中H₂O₂易分解，应控制在低温下反应，可以用冰水混合物冷却；通过检验洗涤液中是否含有氯离子来判断检验“水洗”是否合格；
（3）已知反应的反应为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，则可以得到物质之间的关系为：CaCl₂•2H₂0～CaCl₂～CaO₂•8H₂O，据此分析；
（4）①高锰酸根具有强氧化性，能将过氧化钙氧化生成氧气；
②当高锰酸钾过量时溶液显浅紫红色；
③根据过氧化钙和高锰酸钾反应的方程式计算过氧化钙的量，进而计算过氧化钙的纯度．

解答 解：（1）反应②为氯化钙、双氧水、氨气和水，生成为CaO₂•8H₂O和氯化铵，反应的化学方程式为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）第③步中H₂O₂易分解，应控制在低温下反应，可以用冰水混合物冷却；溶液中含有大量的氯离子，氯离子会附着在沉淀表面，所以洗液中会含有氯离子，检验“水洗”是否合格的方法是：取少量最后一次洗涤上清液，然后向洗涤液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，观察溶液是否产生白色沉淀，如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净，否则洗涤干净，
故答案为：取少量最后一次洗涤上清液，然后向洗涤液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，观察溶液是否产生白色沉淀，如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净，否则洗涤干净；
（3）已知反应的反应为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，
则可以得到物质之间的关系为：CaCl₂•2H₂0～CaCl₂～CaO₂•8H₂O～CaO₂，
147 72
7.5g m
则m=$\frac{72×7.5g}{147}$=3.67g，
所以产率为$\frac{2.63g}{3.67g}$×100%=71.66%；
故答案为：71.66%；
（4）①高锰酸根是紫红色的离子，当加上最后一滴高锰酸钾，溶液由无色变浅紫红色并且半分钟内不褪色，证明滴定达到了终点，
故答案为：溶液由无色变浅紫红色并且半分钟内不褪色；
②高锰酸根具有强氧化性，能将过氧化钙氧化生成氧气，同时自身被还原为锰离子，即2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案为：2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
③已知发生的反应2MnO₄^-+5CaO₂+16H⁺=5Ca²⁺+2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，反应消耗高锰酸钾为0.02mol/L×0.02364=0.0004728mol，
则n（CaO₂）=$\frac{5}{2}$×0.0004728mol=0.01182mol，其质量为0.01182mol×72g/mol=0.085g，
所以Ca0₂在样品中的纯度$\frac{0.085g}{0.2g}$×100%=42.55%；
故答案为：42.55%．

点评 本题考查物质制备实验，涉及物质的性质、物质的检验及化学计算等问题，题目难度较大，做题时注意分析题中关键信息、物质的量关系等为解答的关键，充分考查了学生的分析、化学实验、化学计算能力．