题目内容

9．甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上，在300-400℃时分解．实验室制取的方法之一是利用反应：Ca（0H）2+2HCH0+2H2O2═Ca（HCOO）2+4H2O．实验室制取时，将工业用氢氧化钙和甲醛（HCHO）依次加入质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中（投料物质的量之比为1：2：1.2），最终可得到质量分数为98%上且重金属含量极低的优质产品．
（1）反应温度最好控制在30-70℃，温度不宜过高，其主要原因是防止H2O2分解和甲醛挥发．
（2）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠以抑制甲醛发生副反应，同时还要加入少量的Na2S溶液，加入硫化钠的目的是除去重金属离子（使重金属离子形成硫化物沉淀除去）．
（3）结束后需调节溶液的pH为7-8，其目的是防止甲酸钙水解（或除去甲酸），最后经结晶分离，干燥得产品．
（4）饲料行业中，甲酸钙常与草酸钙混合使用，现取0.388g Ca（HCOO）2与CaC2O4的混合物，先加入稀H2SO4溶解，再用0.1000mol•L-1的KMnO4标准溶液滴定，终点时消耗KMnO4溶液20.00mL．
已知滴定时发生反应的离子方程式如下（未配平）：
Ⅰ．MnO4-+HCOOH+H+→Mn2++CO2↑+H2O
Ⅱ．MnO4-+H2C2O4+H+→Mn2++CO2↑+H2O
①滴定操作过程中需要用到的仪器有B、D（填字母）；

②达到滴定终点的现象是无色变为紫色或高锰酸钾溶液不褪色；
③原混合物中Ca（HCOO）2与CaC2O4的物质的量之比为2：1．

分析 （1）温度较高时，双氧水易分解，甲醛易挥发；
（2）重金属离子与硫离子反应生成难溶的硫化物；
（3）甲酸钙水解显碱性，溶液为弱碱性能抑制其水解；
（4）①根据滴定操作方法选择使用的仪器；
②根据滴定结束前溶液为为无色，滴定结束时高锰酸钾溶液溶液过量进行解答；
③HCOOH反应中C由+2价升高为二氧化碳中+4价，MnO4 -中Mn由+7价降为Mn2+中的+2价，依据氧化还原反应得失电子守恒结合原子个数守恒分别书写方程式，根据两化学方程式进行计算．

解答 解：（1）过氧化氢受热易分解：2H2O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H2O+O2↑，温度较高时，双氧水易分解，甲醛沸点只有-19.5℃，易挥发，则反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，能防止H2O2分解和甲醛挥发；
故答案为：防止H2O2分解和甲醛挥发；
（2）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外，还要加入少量的Na2S溶液，硫化钠与重金属离子结合生成硫化物，硫化物难溶于水，可以除去重金属离子；
故答案为：除去重金属离子（使重金属离子形成硫化物沉淀除去）；
（3）甲酸根离子为弱酸根离子，则甲酸钙水解显弱碱性，调节溶液pH 7～8，溶液为弱碱性能抑制甲酸钙水解，结束后需调节溶液的pH 7～8，显弱碱性，能除去甲酸，
故答案为：防止甲酸钙水解（或除去甲酸）；
（4）①滴定操作中需要使用滴定管和锥形瓶，即B、D正确，
故答案为：B、D；
②滴定结束之前溶液为无色，滴定结束时高锰酸钾溶液过量，溶液变为紫色，所以滴定终点颜色变化为：无色变为紫色或高锰酸钾溶液不褪色，
故答案为：无色变为紫色或高锰酸钾溶液不褪色；
③HCOOH反应中C由+2价升高为二氧化碳中+4价，MnO4 -中Mn由+7价降为Mn2+中的+2价，要使氧化剂与还原剂得失电子相等则H2C2O4系数为5，MnO4 -系数为2，结合原子个数守恒，反应方程式：2MnO4-+5HCOOH+6H+=2Mn2++5CO2↑+8H2O；H2C2O4反应中C由+3价升高为二氧化碳中+4价，MnO4 -中Mn由+7价降为Mn2+中的+2价，要使氧化剂与还原剂得失电子相等则H2C2O4系数为5，MnO4 -系数为2，结合原子个数守恒，反应方程式：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；则$\frac{5}{2}$Ca（HCOO）2～5CaC2O4～2KMnO4，设原混合物中Ca（HCOO）2与CaC2O4的物质的量分别为x、y，则130x+128y=0.388，$\frac{4}{5}$x+$\frac{2}{5}$y=0.1×20×10-3，解得：x=0.002mol，y=0.001mol，原混合物中Ca（HCOO）2与CaC2O4的物质的量之比为0.002mol：0.001mol=2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题考查甲酸钙制备，涉及实验操作原理、步骤、含量测定等有关问题，掌握物质的制备、除杂质、实验方案设计原理、滴定原理等是解答关键，题目难度中等，综合培养了学生的实验探究能力．

练习册系列答案
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19．下列除杂试剂的选择或除杂操作不正确的是（　　）
选项括号内为杂质除杂试剂除杂操作
AFe（Al）粉NaOH溶液在过量的NaOH溶液中充分反应后过滤
BNa2O2（Na2O）固体O2在纯氧气中加热
CFeCl2（FeCl3）溶液Fe粉加入过量Fe粉，充分反应后过滤
DNa2CO3（NaHCO3） 溶液CO2通入过量的CO2
A．AB．BC．CD．D
20．下列离子方程式中，错误的是（　　）
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B．少量碳酸氢钠与氢氧化钙反应：HCO3-+OH-+Ca2+═CaCO3↓+H2O
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D．钠与水反应：2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑
17．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，如图为海水利用的部分过程．下列有关说法不正确的是（　　）
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c（N2O5）/mol•L-15.003.522.502.50
下列说法中不正确的是（　　）
A．500s内N2O5分解速率为2.96×10-3mol•L-1•s-1
B．T1温度下的平衡常数为K1=125，平衡时N2O5的转化率为50%
C．达平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则平衡时c（N2O5）＞5.00mol•L-1
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14．下列化合物中不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是（　　）
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1．成语“饮鸩止渴”中的“鸩”是指放了砒霜（As2O3）的酒，下列有关砷及其化合物说法错误的是（　　）
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C．砒霜有剧毒，具有还原性D．AsH3是氢化物，稳定性较强
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20．4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后，得到7.0g固体，由此可判断其氧化产物是（　　）
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