Question

过氧化钙是一种安全无毒的过氧化物，通常含有部分CaO，且带有数量不等的结晶水（CaO₂·xH₂O）。为分析某过氧化钙样品的组成，进行了如下实验：

①称取样品0.270 g，灼烧使之完全分解，生成CaO、O₂和H₂O，得到的O₂在标准状态下体积为0.0336 L。

②另取样品0.270 g，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0.0450 mol·L^-1KMnO₄溶液滴定，共用去31.00 mL KMnO₄溶液。化学方程式如下：

5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O

（1）写出CaO₂受热分解的化学方程式。

（2）计算样品中CaO₂的质量分数。

（3）计算样品CaO₂·xH₂O中的x值。

Answer 1

解析：(1) 2CaO₂·xH₂O2CaO+O₂↑+xH₂O↑

（2）n(O₂)=0.0336 L/22.4 L·mol^-1=0.0015 mol

n(KMnO₄)=0.0450 mol·L^-1×31.00 mL×10^-3 L·mL^-1=0.001395 mol

2CaO₂·xH₂O2CaO+O₂↑+xH₂O↑   ～ 2Ca²⁺(样品中CaO₂·xH₂O所含的Ca²⁺)

     2 mol                          22.4 L                     2 mol

n（CaO·xH₂O）          0.0015 mol             n（Ca²⁺）

n（CaO·xH₂O）=0.00300 mol

n（Ca²⁺）=0.00300 mol

2KMnO₄～5CaC₂O₄～5Ca²⁺(0.270g样品中的全部钙离子)

2 mol                         5 mol

0.001395 mol         n′（Ca²⁺）

n′（Ca²⁺）=0.0034875 mol

n(CaO)=n(0.270 g样品内的全部钙离子)－n(由CaO₂·xH₂O提供的钙离子)=0.0034875 mol－0.00300 mol=0.0004875 mol

m(CaO)=0.0004875 mol×56 g·mol^-1=0.02730 g

m(CaO₂·xH₂O)=0.270 g－0.02730 g=0.2427 g

CaO₂·xH₂O所占的质量分数：×100%=89.9%。

(3)M(CaO₂·xH₂O)=m(CaO₂·xH₂O)/n(CaO₂·xH₂O)=0.2427 g/0.00300 mol=80.90 g·mol^-1

则：40+16×2+18x=80.90得x=0.5。

答案：（1）2CaO₂·xH₂O2CaO+O₂↑+xH₂O↑（2）89.9%（3）0.5