Question

5．纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色粉末，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．已知：在实验室可用钙盐制取CaO₂•8H₂O，再经脱水制得CaO₂．其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒；“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是将反应容器浸入冰水中；为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加AgNO₃溶液（填试剂），无明显现象说明“水洗”合格．
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；该制法的副产品为NH₄Cl（填化学式）；若称取11.1g无水CaCl₂，理论上应该量取质量分数30%、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液10.3mL．
（3）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，逐滴加入浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．【已知：I₂+2S₂O₃^2-→2I^-+S₄O₆^2-（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全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$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$ （用字母表示）；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能偏高（填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）

Answer 1

分析 （1）“溶解”过程需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒；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；根据检验水洗后没有Cl^-离子的方法判断合格；
（2）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离子方程式；由方程式得n（H₂O₂）=n（CaCl₂）计算；
（3））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，据此分析；
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CaO₂～2S₂O₃^2-，并以此进行计算；
③根据空气中的氧气能够氧化碘离子，使碘单质的量增加，消耗的硫代硫酸钠增加分析．

解答 解：（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒；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，比较简单易行的方法是将反应容器浸入冰水中；为检验“水洗”是否合格，检验水洗后没有Cl^-离子即可，则可取少量洗涤液于试管中，再滴加 AgNO₃溶液，无明显现象说明“水洗”合格；故答案为：烧杯、玻璃棒；将反应容器浸入冰水中；AgNO₃溶液；
（2）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，故反应的离子方程式为：Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；副产品为NH₄Cl；
由方程式得n（H₂O₂）=n（CaCl₂），所以设量取质量分数30%、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液xmL，则有$\frac{11.1g}{111g/mol}$=$\frac{1.1x×30%g}{34g/mol}$，解得x=10.3ml
故答案为：Ca²⁺+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺；NH₄Cl；10.3；
（3）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，所以反应恰好完全的现象是溶液由蓝色变为无色，且30s不恢复，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=$\frac{72g×cV×10-3mol}{2mol}$=36cV×10^-3_g
则CaO₂的质量分数为$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$
故答案为：$\frac{36cV×10{\;}^{-3}}{a}$；
③在酸性条件下空气中的O₂也可以把KI氧化为I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，从而使测得的CaO₂的质量分数偏高，
故答案为：偏高；在酸性条件下空气中的O₂也可以把KI氧化为I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，从而使测得的CaO₂的质量分数偏高

点评 本题考查形式为物质制备流程图题目，涉及物质的化学方程式的书写，实验方法和实验操作、物质的检验和计算等问题，做题时注意分析体重关键信息，掌握实验基本操作等问题，本题较为综合．