Question

9．CaO₂是难溶于水的白色固体，是重要的杀菌消毒剂．工业生产过程如下：

回答下列问题：
（1）CaO₂中存在的化学键类型有离子键；非极性共价键．
（2）“反应Ⅱ”步骤中会产生刺激性气体，用化学方程式解释：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O．
（3）过滤所得：母液可循环使用，其中循环利用的物质是NH₄Cl（填化学式）．过滤得到的CaO₂•8H₂O需经过水洗，检验是否洗净需要的两种试剂是稀硝酸和硝酸银．
（4）CaO₂在150℃以上时能迅速分解生产CaO和O₂，该反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1．脱水的过程中，温度应控制在100℃左右，同时需不断通入不含二氧化碳的氧气，以抑制CaO₂的分解，若氧气中含有CO₂，产生的后果是CaO₂损失且物质不纯．
（5）为测定制得产品中CaO₂的含量，取mg样品，加热至350℃充分反应，收集到氧气的体积为VmL（标准状况），则产品中CaO₂的质量分数为$\frac{9V}{14m}%$（用字母表示）．

Answer 1

分析 由流程可知，反应1为生石灰与水反应生成氢氧化钙的反应，在氢氧化钙中加氯化铵溶液和20%的H₂O₂溶液，氢氧化钙与氯化铵生成氯化钙和氨气，2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂氯化钙和氨气、过氧化氢发生反应生成CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，CaO₂•8H₂O，CaO₂•8H₂O干燥得到CaO₂，
（1）过氧化钙类似于过氧化钠，由此分析；
（2）“反应Ⅱ”步骤中会产生刺激性气体氨气；
（3）工艺流程分析来判断循环使用的物质，CaO₂•8H₂O表面会附着氯化铵，最后一次洗涤液中是否含有氯离子判断是否洗涤干净；
（4）CaO₂在150℃以上时能迅速分解生产CaO和O₂，反应为2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，O元素的化合价由-1升高为0价，由-1降低为-2价，以此来解答；过氧化钙与二氧化碳会反应；
（5）根据反应2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，由氧气体积结合方程式计算产品中CaO₂的质量分数．

解答 解：（1）CaO₂中存在的化学键有离子键，非极性共价键；
故答案为：离子键；非极性共价键；
（2）“反应Ⅱ”中氢氧化钙与氯化铵反应，2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O，氨气有刺激性气味；
故答案为：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、NH₃•H₂O=NH₃↑+H₂O；
（3）“反应Ⅱ”反应：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂、CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，第一步消耗氯化铵，第二步又生成氯化铵，故氯化铵可以循环利用；CaO₂•8H₂O表面会附着氯化铵，取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，观察是否产生白色沉淀，如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净，否则洗涤干净；
故答案为：NH₄Cl；稀硝酸和硝酸银；
（4）CaO₂在150℃以上时能迅速分解生产CaO和O₂，反应为2CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，过氧化钙中O元素的化合价由-1升高为0价，由-1降低为-2价，故过氧化钙即使氧化剂又是还原剂，假设2mol物质，其中得电子做还原剂的过氧化钙有1mol，失电子做还原剂的也为1mol，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1；过氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和氧气，若氧气中含有CO₂，则CaO₂损失且物质不纯；
故答案为：1：1；CaO₂损失且物质不纯；
（5）设产品中CaO₂的质量分数为y，则：
2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑
144g            22.4L
mg×y           V×10^-3L
所以144g：mg×y=22.4L：V×10^-3L，解得y=$\frac{9V}{14m}%$；
故答案为：$\frac{9V}{14m}%$．

点评 本题考查制备实验方案评价，为高频考点，侧重考查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．