题目内容

10.过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面.工业生产过程如下:

①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2;
②在第①步的生成的产物中加入30% H2O2,反应生成CaO2•8H2O沉淀;
③经过陈化、过滤,水洗得到CaO2•8H2O,再脱水干燥得到CaO2.
完成下列填空:
(1)第①步反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3•H2O+CaCl2.
(2)生产中可循环使用的物质是NH4Cl.
(3)检验CaO2•8H2O是否洗净的方法是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.
(4)已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2.如图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略).
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).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.

分析 (1)第①步中氯化铵和氢氧化钙发生复分解反应生成一水合氨和氯化钙;
(2)第②步发生反应:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,氯化铵可以循环利用;
(3)CaO2•8H2O表面会附着氯化铵,用硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子判断是否洗涤干净;
(4)发生反应:2CaO2$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O2↑,由氧气体积结合方程式计算产品中CaO2的质量分数;
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)第①步中氯化铵和氢氧化钙发生复分解反应生成一水合氨和氯化钙,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3•H2O+CaCl2,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3•H2O+CaCl2;
(2)第②步发生反应:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,第①步消耗氯化铵,第②步又生成氯化铵,故氯化铵可以循环利用,
故答案为:NH4Cl;
(3)CaO2•8H2O表面会附着氯化铵,检验洗涤干净方法为: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: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;
(4)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{144V}{22400m}$=$\frac{9V}{14m}$%,
过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有样品质量和反应后固体质量,
故答案为:$\frac{9V}{14m}$%;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.

练习册系列答案
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3.食品加工中常用焦亚硫酸钠(Na2S205)作漂白剂、防腐剂和疏松剂.
现在实验室制备焦亚硫酸钠,其反应依次为:(i)2NaOH+S02═Na2S03+H20;
(ii)Na2S03+H20+S02═2NaHS03;            (iii)2NaHS03$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S20s+H20
查阅资料:焦亚硫酸钠为黄色结晶粉末,150℃时开始分解,在水溶液或含有结晶水时更易被空气氧化.
实验装置如下:

(l)实验室可用废铝丝与NaOH溶液制取H2,其离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.
(2)通氢气一段时间后,以恒定速率通入S02,开始的一段时间溶液温度迅速升高,随后温度缓慢
变化,溶液开始逐渐变黄.“温度迅速升高”的原因为S02与NaOH溶液的反应是放热反应.实验后期须利用水浴使温度保持在约80℃.
(3)反应后的体系中有少量白色亚硫酸钠析出,除去其中亚硫酸钠固体的方法是趁热过滤;然后获得较纯的无水Na2S205应将溶液冷却到30℃左右过滤,控制“30℃左右”的理由是此时溶液中Na2S03不饱和,不析出.
(4)图3为真空干燥Na2S205晶体的装置,通入H2的目的是排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化.
(5)常用剩余碘量法测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数.已知:S2052-+2I2+3H20═2S042~+4I一+6H+;
2S2032-+I2═S4062-+2I一.请补充实验步骤(可提供的试剂有:焦亚硫酸钠样品、标准碘溶液、淀粉溶
液、酚酞溶液、标准Na2S203溶液及蒸馏水).
①精确称取产品0.2000g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中.
②准确移取一定体积的已知浓度的标准碘溶液(过量)并记录数据,在暗处放置5min,然后加入
5mL冰醋酸及适量的蒸馏水.
③用标准Na2S203溶液滴定至接近终点.
④加入少量淀粉溶液,继续用Na2S203标准溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复色,记录滴定所消耗的体积.
⑤重复步骤①~④;根据相关记录数据计算出平均值.
18.Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定.
Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O
反应原理:Na2SO3(aq)+S(s) $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水.另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中.
②安装实验装置(如图1所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60min.
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品.
回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中.
(2)仪器a的名称是冷凝管,其作用是冷凝回流.
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4.检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4.
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O.
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变为蓝色.
(6)滴定起始和终点的液面位置如图2,则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL.产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M,只列式不计算)$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×100%.
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+.

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