Question

14．过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等．工业上生产过氧化钙的主要流程如下：

已知CaO₂•8H₂O呈白色，微溶于水，不溶于醇类和乙醚等，加热至350℃左右开始分解放出氧气．
（1）用上述方法制取CaO₂•8H₂O的化学方程式是CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）该制法的副产品为NH₄Cl（填化学式），为了提高副产品的产率，结晶前要将溶液的pH调整到合适范围，可加入的试剂是盐酸；
（3）检验“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；
（4）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入适量2mol•L^-1的盐酸溶液，充分反应．
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液．
第三步：逐滴加入浓度为c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．
已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-
①第一步反应的离子方程式为CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂；
②第三步中盛放Na₂S₂O₃溶液的仪器名称是碱式滴定管，反应完全时的现象为溶液由蓝色变为无色
③产品中CaO₂的质量分数为$\frac{3.6cV}{a}$%（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）根据图示流程中找出反应物、生成物，写出反应的化学方程式，由工艺流程可知，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）根据（1）的反应方程式可知，该制法的副产品为氯化铵，为了提高副产品的产率，不引入新杂质，结晶前用盐酸将溶液的pH调整到合适范围；
（3）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；
（4）①在酸性条件下，CaO₂能将碘离子氧化成碘单质，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
②Na₂S₂O₃溶液呈碱性，所以要用碱式滴定管进行滴定，根据滴定结束前溶液为蓝色，滴定结束是溶液由蓝色变成无色分析；
③根据电子守恒及化学反应方程式找出过氧化钙与硫代硫酸钠反应的关系式，再根据题中数据计算出样品中过氧化钙的质量分数；

解答 解：（1）由流程可知，反应物为氯化钙、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或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，
故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）根据（1）的反应方程式可知，该制法的副产品为NH₄Cl，为了提高副产品的产率，不引入新杂质，结晶前用盐酸将溶液的pH调整到合适范围，
故答案为：NH₄Cl；盐酸；
（3）检验“水洗”是否合格的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀，
故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；
（4）①在酸性条件下，CaO₂能将碘离子氧化成碘单质，反应的离子方程式为CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，
故答案为：CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂；
②Na₂S₂O₃溶液呈碱性，所以要用碱式滴定管进行滴定，根据滴定结束前溶液为蓝色，滴定结束是溶液由蓝色变成无色，反应完全时的现象为溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复，
故答案为：碱式滴定管；溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复；
③过氧化钙氧化碘化钾生成的碘单质，用硫代硫酸钠滴定时，消耗的硫代硫酸钠的物质的量为：cmol•L^-1×V×10^-3L=cV×10^-3mol，根据氧化还原反应中电子守恒及题中反应方程式可得关系式：CaO₂～I₂～2S₂O₃^2-，过氧化钙的物质的量为：n（CaO₂）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×cV×10^-3mol，
样品中CaO₂的质量分数为：$\frac{\frac{1}{2}×cV×10{\;}^{-3}mol×72g/mol}{ag}$×100%=$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$×100%=$\frac{3.6cV}{a}$%，
故答案为：$\frac{3.6cV}{a}$%．

点评 本题考查形式为物质制备流程图题目，涉及中和滴定中的误差分析、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、明确实验基本操作方法，本题较为综合，充分考查了学生的分析、化学实验、化学计算能力．