Question

2．过氧化钙（CaO₂）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面．已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．CaO₂工业生产过程如下：
①在NH₄Cl溶液中加入Ca（OH）₂；
②不断搅拌的同时加入30%H₂O₂，反应生成CaO₂•8H₂O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO₂•8H₂O，再脱水干燥得到CaO₂．
（1）第①步反应的化学方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂，第②步反应的化学方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．
（2）可循环使用的物质是NH₄Cl．
（3）检验CaO₂•8H₂O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．
（4）CaO₂•8H₂O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是防止过氧化钙和水反应、防止过氧化钙分解．
（5）如图是实验室测定产品中CaO₂含量的装置（夹持装置省略）．

若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO₂的质量分数为$\frac{9V}{14m}$%（用字母表示）．过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有样品质量和完全分解反应后剩余固体质量．

Answer 1

分析 CaO₂工业生产过程如下：
①在NH₄Cl溶液中加入Ca（OH）₂；
②不断搅拌的同时加入30%H₂O₂，反应生成CaO₂•8H₂O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO₂•8H₂O，再脱水干燥得到CaO₂．
（1）第①步中氯化铵和氢氧化钙发生复分解反应生成一水合氨和氯化钙；
第②步反应中，氯化钙、双氧水、一水合氨和水反应生成CaO₂•8H₂O和氯化铵；
（2）第①步中氯化铵参加反应、第②步中生成氯化铵；
H₂O₂价格较高且易分解；
（3）实验室用硝酸酸化的硝酸银溶液检验；
（4）CaO₂能和水反应，氧气能抑制CaO₂分解；
（5）根据过氧化钙和氧气之间的关系式计算；
过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有样品质量和反应后固体质量．

解答 解：（1）第①步中氯化铵和氢氧化钙发生复分解反应生成一水合氨和氯化钙，反应方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂；
第②步反应中，氯化钙、双氧水、一水合氨和水反应生成CaO₂•8H₂O和氯化铵，反应方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂；CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）第①步中氯化铵参加反应、第②步中生成氯化铵，所以可以循环使用的物质是NH₄Cl，
故答案为：NH₄Cl；
（3）实验室用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，如果沉淀没有洗涤干净，向洗涤液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液应该有白色沉淀，其检验方法是：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，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；
（4）CaO₂能和水反应生成氢氧化钙和氧气，CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂，所以通入氧气能抑制超氧化钙分解；
故答案为：防止过氧化钙和水反应、防止过氧化钙分解；
（5）设超氧化钙质量为x，
2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑
144g                         22.4L
x                              10^-3VL
144g：22.4L=x：10^-3VL
x=$\frac{144g×1{0}^{-3}VL}{22.4L}$=$\frac{144V}{22400}$g=$\frac{9V}{1400}$，
其质量分数=$\frac{\frac{9V}{1400}g}{mg}$×100%=$\frac{9V}{1400m}$×100%，=$\frac{9V}{14m}$%，
过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有样品质量和反应后固体质量，
样品质量和反应后固体质量，
故答案为：$\frac{9V}{14m}$%；样品质量和完全分解反应后剩余固体质量．

点评 本题考查制备实验方案评价，为高频考点，侧重考查离子检验、化学反应方程式的书写、物质含量测定等知识点，明确实验原理及物质性质是解本题关键，难点是题给信息的挖掘和运用，题目难度中等．