Question

【题目】过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。过氧化钙能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。其工业制备的主要流程如下：

(1)搅拌的目的是______。流程②中没有采用加热措施的可能原因是______、______。流程②的化学反应方程式为________________。

(2)整个流程中，除水外还可以循环使用的物质是______。

(3)取上述制得的CaO2·nH2O晶体进行热重分析，其热分解时晶体的质量随温度变化的曲线如右图。请通过计算给出过氧化钙晶体(CaO2·nH2O)的化学式(写出计算过程) __________________。

Answer 1

【答案】加快反应速率 减少H2O2分解 防止氨气大量逸出 CaCl2＋H2O2＋2NH3＋nH2O＝CaO2·nH2O↓＋2NH4Cl NH4Cl 从图中看出：m(CaO2)=1.08g，m(H2O)=3.24 g－1.08 g=2.16 g，则由CaO2·nH2O可知m(CaO2)：m(H2O)=72：18n=1.08 g：2.16 g，解得n＝8，所以化学式为CaO2·8H2O

【解析】

流程①中向NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2，发生反应生成CaCl2和NH3·H2O，混合液进入流程②；向混合液中加入30%H2O2，并且不断搅拌，目的是加快反应速率，得到产物CaO2·nH2O和NH4Cl；然后经陈化、过滤、水洗得到CaO2·nH2O晶体，然后干燥得到CaO2，据此分析解答。

（1）搅拌的目的是使反应物充分接触，加快化学反应速率；由于双氧水易分解，氨水易挥发，则流程②中没有采用加热措施的可能原因是减少H2O2分解、防止氨气大量逸出；CaCl2与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO2nH2O，则流程②的化学反应方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3＋nH2O＝CaO2·nH2O↓＋2NH4Cl；

（2）由工艺流程分析可知，开始用到氯化铵，制备CaO2nH2O时又生成氯化铵，所以循环使用的物质是NH4Cl；

（3）由图可知，分解前CaO2·nH2O的质量为3.24g，分解后CaO2的质量为1.08g，最后的0.84g是CaO2加热分解放出氧气后的质量，则根据反应的方程式可知：

CaO2·nH2OCaO2+nH2O

72+18n 72

3.24 1.0g

即(72＋18n)：3.24＝72：1.08

解得n＝8

故晶体的化学式为CaO2·8H2O。