Question

1．过氧化钙（CaO₂）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，加热至350℃左右开始分解放出氧气．过氧化钙能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面．其工业制备的主要流程如下：

（1）搅拌的目的是加快反应速率．流程②中没有采用加热措施的可能原因是减少H₂O₂分解、防止氨气大量逸出．流程②的化学反应方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+nH₂O═CaO₂•nH₂O↓+2NH₄Cl．
（2）整个流程中，除水外还可以循环使用的物质是NH₄Cl．
（3）检验CaO₂•nH₂O是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净．

（4）取上述制得的CaO₂•nH₂O晶体进行热重分析，其热分解时晶体的质量随温度变化的曲线如图．请通过计算给出过氧化钙晶体（CaO₂•nH₂O）的化学式（写出计算过程）．

Answer 1

分析 由流程可知，在氯化铵溶液中加氢氧化钙，在搅拌条件下，加20%的H₂O₂溶液，CaCl₂与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO₂•nH₂O，CaO₂•nH₂O干燥得到CaO₂，
（1）由化学反应中进行搅拌的目的以及防止物质分解或逸出来分析；CaCl₂与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO₂•nH₂O；
（2）工艺流程分析来判断循环使用的物质；
（3）溶液中含有氯离子，若洗液中没有氯离子说明洗涤干净，所以要检验洗液中是否含有氯离子；
（4）从图中看出：过氧化钙的质量是1.08g，则结晶水的质量=3.24g-1.08g=2.16g；根据式量比等于质量比计算．

解答 解：由流程可知，在氯化铵溶液中加氢氧化钙，在搅拌条件下，加20%的H₂O₂溶液，CaCl₂与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO₂•nH₂O，CaO₂•nH₂O干燥得到CaO₂，
（1）在化学反应中进行搅拌能够加快反应速率；H₂O₂易分解，而且氨气易挥发，所以没有采用加热措施；CaCl₂与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO₂•nH₂O，其反应的方程式为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+nH₂O═CaO₂•nH₂O↓+2NH₄Cl；
故答案为：加快反应速率；减少H₂O₂分解、防止氨气大量逸出；CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+nH₂O═CaO₂•nH₂O↓+2NH₄Cl；
（2）工艺流程分析可知，开始用到氯化铵，制备CaO₂•nH₂O时又生成氯化铵，所以循环使用的物质是NH₄Cl；
故答案为：NH₄Cl；
（3）溶液中含有氯离子，若洗液中没有氯离子说明洗涤干净，所以要检验洗液中是否含有氯离子，其检验方法为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净；
故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO₃酸化的AgNO₃溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净；
（4）从图中看出：过氧化钙的质量是1.08g，则结晶水的质量=3.24g-1.08g=2.16g；由化学式CaO₂•nH₂O可知，其中CaO₂和结晶水的质量比为：
72：18n=1.08g：2.16g，解得n=8，所以化学式为：CaO₂•8H₂O；
答：过氧化钙晶体（CaO₂•nH₂O）的化学式为CaO₂•8H₂O．

点评 本题考查物质制备实验，涉及物质的性质、物质的检验及化学计算等问题，题目难度较大，做题时注意分析题中关键信息、明确实验流程中的反应、物质的量关系等为解答的关键，充分考查了学生的分析、化学实验、化学计算能力．