题目内容
【题目】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。某兴趣小组同学对其进行探究。
一、过氧化钙的性质研究
(1)取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,产生无色气泡,将带火星的木条伸进试
管中,观察到带火星的木条 ,说明过氧化钙与水反应有氧气生成。
(2)分别取实验(1)静置后的上层清液少量于两支试管中,向其中一支试管中滴入酚酞试液,发现溶液变成红色,说明溶液呈 性;向另一支试管中通入二氧化碳,溶液变浑浊,说明过氧化钙与水反应还有氢氧化钙生成。
结论:过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气。
二、过氧化钙的制备研究
实验室用钙盐制备CaO2,其主要实验装置(图1)和流程(图2)如下:
(3)图1试管中的物质是NH4Cl和Ca(OH)2,加热时发生反应生成CaCl2、NH3 和H2O,
反应的化学方程式为 。
(4)“沉淀”时发生的反应为:CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,需
要控制温度在0℃左右,采用的操作是将反应容器放置在 中,反应温度不能过高
的原因是:①防止氨水挥发;② 。
(5)“过滤”所得的副产品NH4Cl可做化肥中的 肥。检验“水洗”已经洗净的方
法是:取最后一次洗涤液少量于试管中, 。
(6)加热分解法是测定CaO2产品纯度的常用方法之一(2CaO2 2CaO+O2↑)。
右图是实验室测定产品中CaO2纯度的装置。实验步骤:检查装置的气密性→装填药品0.30g→调节量气管和水准管两边水位相平→加热至不再有气体放出→冷却至室温,调节量气管和水准管两边水位相平→读数→再重复2次,取平均值,计算。(已知:该温度和压强下的O2密度为1.43g/L)
根据下表数据,计算CaO2产品纯度(请写出计算过程)。
若样品质量用wg表示,反应前称量药品和小试管总质量为mg,反应后在空气中冷却,称量药品和小试管总质量为ng,则CaO2纯度,此方案测定结果偏小的原因可能是 。
[
【答案】⑴ 复燃 ⑵ 碱性⑶ 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O ⑷ 冰水混合物、 防止过氧化氢分解 ⑸ 氮肥 、滴加硝酸银溶液,若无明显现象,则已洗涤干净。⑹60.06% 、在空气中冷却时CaO吸收了空气中的水蒸气。
【解析】
试题分析(1)根据结论有氧气产生,故带火星的木条复燃。(2)滴入酚酞试液,发现溶液变成红色,说明溶液呈碱性。(3)依据题意:方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,(4)要控制在0℃左右,可以在冰水混合物中控制;反应温度过高,过氧化氢受热分解产生水和氧气,影响实验;(5)副产品NH4Cl是含有N元素的肥料,为氮肥。滴加硝酸银溶液,如果没洗净则溶液中含有Cl-,则产生AgCl白色沉淀,若无明显现象,则已洗涤干净。
(6)解:V(O2)平均值(28.2ml+28.0ml+27.8ml)/3=28.0ml
M(O2)=28.0ml/1000×1.43g/L=0.04004g
设:CaO2的质量为x
2CaO22CaO +O2↑
144 32
x 0.04004g
144/x=32/0.04004g
x=0.18018g
0.18018g/0.3g×100%=60.06%