Question

2．纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色的结晶粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输．在实验室可用钙盐制取CaO₂•8H₂O，再经脱水制得CaO₂．CaO₂•8H₂O在0℃时稳定，在室温时经过几天就分解，加热至130℃时逐渐变为无水CaO₂．其制备过程如下：

回答下列问题：
（1）用上述方法制取CaO₂•8H₂O的化学方程式是CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．为了控制沉淀温度为0℃左右，在实验室宜采取的方法是冰水浴冷却（或将反应容器浸泡在冰水中）．
（2）该制法的副产品为NH₄Cl（填化学式），为了提高副产品的产率，结晶前要将溶液的pH调整到合适范围，可加入的试剂是A．
（3）为了检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液．
（4）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g  KI晶体，再滴入少量2mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应．
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液．
第三步：用浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．
（已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）
①第三步中滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复；
②CaO₂的质量分数为$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$（用字母表示）．
（5）已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．某实验小组设计如图装置测定产品中CaO₂含量（夹持装置省略）．

①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）．
②CaO₂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．

Answer 1

分析 （1）实验的目的为制备CaO₂•8H₂O，则流程中的沉淀应为CaO₂•8H₂O，根据质量守恒判断还应有NH₄Cl生成，根据质量守恒定律可写出反应的化学方程式；CaO₂•8H₂O在0℃时稳定，为了控制沉淀温度为0℃左右，在实验室宜采取的方法是冰水浴冷却可以达到实验目的；
（2）反应物中氨水过量，为充分回收副产品，应加入盐酸吸收；
（3）据检验Cl^-离子的方法，可用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验；
（4）根据反应的离子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得关系式CaO₂～2S₂O₃^2-，并以此进行计算；
（5）①根据过氧化钙和氧气之间的关系式计算；
②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）本实验的目的为制备CaO₂•8H₂O，则流程中的沉淀应为CaO₂•8H₂O，根据质量守恒判断还应有NH₄Cl生成，故可写出反应的化学方程式为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
CaO₂•8H₂O在0℃时稳定，为了控制沉淀温度为0℃左右，在实验室宜采取的方法是冰水浴冷却可以达到实验目的，
故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl或CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；冰水浴冷却（或将反应容器浸泡在冰水中）；
（2）根据反应反应方程式可判断该反应生成CaO₂•8H₂O和NH₄Cl，反应物中氨水过量，为充分回收副产品，应加入盐酸吸收，
故答案为：NH₄Cl；A；
（3）滤液中含有大量的Cl^-离子，为将沉淀洗涤干净，应充分洗涤，根据检验Cl^-离子的方法，可用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验，反应的离子方程式为：Cl^-+Ag⁺═AgCl↓，故答案为：稀硝酸酸化的硝酸银溶液；
（4）①CaO₂具有强氧化性，溶液中加入KI晶体和淀粉溶液，生成的碘单质遇淀粉变蓝色，反应的离子方程式为：CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，
故答案为：溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复；
②根据反应的离子方程式，CaO₂+4H⁺+2I^-═Ca²⁺+2H₂O+I₂，I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-，可得关系式并以此进行计算：
CaO₂～2S₂O₃^2-
72g      2mol
m       cV×10^-3mol
m=$\frac{72g×cV×1{0}^{-3}mol}{2mol}$=36cV×10^-3_g
则CaO₂的质量分数为：$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$，
故答案为：$\frac{35cV×1{0}^{-3}}{a}$；
（5）①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}{14m}$%，
故答案为：$\frac{9V}{14m}$%；
②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，
故答案为：样品质量和反应后固体质量．

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，试题有利于提高学生的分析能力及化学实验能力．