题目内容

16.纯净的过氧化钙(CaO2)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.由Ca(OH)2为原料制取CaO2•8H2O,再经脱水制得CaO2.其制备过程如图:

回答下列问题:
(1)在搅拌过程中生成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.为了控制反应温度为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)制备过程中除水外可循环使用的物质是NH4C1 (填化学式).
(3)已知过氧化钙产品由CaO2•xH2O和CaO组成.为确定该产品的成分,进行如下实验:
实验一:称取1.408g过氧化钙样品,灼热时发生如下反应:
2(CaO2•xH2O)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O2↑+2xH2O,得到的O2在标准状况下体积为 134.4mL.
实验二:另取同一样品1.408g,溶于适量的稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,得到沉淀1.40g.试计算样品中CaO2•xH2O的x值.

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)根据既是反应物也是生成物的物质可以循环利用进行分析;
(3)利用实验一:在2(CaO2•xH2O)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O2↑+2xH2O中根据得到的O2在标准状况下体积为134.4mL,计算出过氧化物的物质的量;实验二:利用生成的碳酸钙质量计算出原样品中钙原子的物质的量,结合原子守恒确定氧化钙的质量,质量确定过氧化钙晶体的质量,从而计算出水的质量或物质的量,计算出过氧化钙与水的物质的量之比,确定x的值.

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)氯化铵既出现在了反应物中,也出现在了生成物中,所以制备过程中除水外可循环使用的物质是:NH4C1;
(3)O2在标准状况下体积为 134.4mL,其物质的量为$\frac{0.1344L}{22.4L/mol}$=0.006 mol,根据2(CaO2•xH2O)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+O2↑+2xH2O可知过氧化钙晶体的物质的量为0.006 mol×2=0.012mol,过氧化钙的物质的量0.012mol,质量为0.012mol×72g/mol=0.864g;碳酸钙沉淀 1.40g的物质的量为$\frac{1.40g}{100g/mol}$=0.014mol,根据原子守恒,原样品中CaO的物质的量为0.014mol-0.012mol=0.002mol,质量为0.002mol×56g/mol=0.112g;过氧化钙晶体中水的质量为1.408g-0.112g-0.864g=0.432g,水的物质的量为$\frac{0.432g}{18g/mol}$=0.024mol,则x=$\frac{0.024mol}{0.012mol}$=2,故答案为:2.

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、实验操作和计算等问题,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.

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