Question

本题分子量用以下数据：H₂O=18.0  CaO=56.0  CaO₂=72.0过氧化钙是一种安全无毒的氧化物，通常含有部分CaO，且带有数量不等的结晶水．为分析某过氧化物样品的组成，进行了如下实验．
①称取0.270克样品，灼热使之完全分解，生成CaO．O₂和H₂O，得到的O₂在标准状况下的体积为33.6毫升．
②另取0.120克样品，溶于稀盐酸，加热煮沸使生成的H₂O₂完全分解．然后将溶液中的Ca²⁺完全转化成CaC₂O₄沉淀，经过滤洗涤后，将沉淀溶于热的稀硫酸，用0.0200摩/升KMnO₄溶液滴定，共用去31.0毫升KMnO₄溶液．化学方程式如下：5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O
（1）写出CaO₂受热分解的化学方程式．
（2）计算样品中的CaO₂的质量分数．
（3）计算样品中的CaO₂?xH₂O的x值．

Answer 1

分析：（1）由题意可知样品灼热使之完全分解生成CaO、O₂和H₂O，则CaO₂受热分解生成CaO和O₂；
（2）根据分解方程式结合生成氧气的体积可计算样品中的CaO₂的质量分数；
（3）根据反应5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知样品中n（Ca²⁺），结合CaO₂的质量分数可求的CaO的质量，进而计算水的质量，根据物质的量可计算x．

解答：解：（1）样品灼热使之完全分解生成CaO、O₂和H₂O，则CaO₂受热分解生成CaO和O₂，
则反应的方程式为2CaO₂

加热  .

2CaO+O₂，
答：CaO₂受热分解的化学方程式为2CaO₂

加热  .

2CaO+O₂；
（2）
2CaO₂

加热  .

2CaO+O₂
2×72g          22.4L
m（CaO₂）         33.6×10^-3L
m（CaO₂）=

2×72g×33.6×10-3L

22.4L

=0.216g，
w（CaO₂）=

0.216g

0.27g

×100%=80%，
答：样品中的CaO₂的质量分数为80%．
（3）n（KMnO₄）=31.0×10^-3L×0.0200mol/L=0.00062mol，
     5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O
       5       2
 n（CaC₂O₄）   0.00062mol
n（CaC₂O₄）=n（Ca²⁺）=0.00062mol×

5

2

=0.00155mol，
其中CaO₂所含的n（Ca²⁺）=

0.120g×80.0%

72.0g/mol

=0.00133mol，
m（CaO）=（0.00155mol-0.00133mol）×56.0g/mol=0.012g
所以：m（H₂O）=0.12g-0.012g-0.12g×80%=0.012g，
n（CaO₂）：n（H₂O）=

0.120g×80.0%

72.0g/mol

：

0.012g

18.0g/mol

=2：1
x=

1

2

．
答：品中的CaO₂?xH₂O的x值为

1

2

．

点评：本题考查较为综合，涉及混合物的计算，物质的化学式的推断，题目难度较大，注意物质的量应用于化学方程式的计算．