题目内容
【题目】过氧化钙是一种白色固体,微溶于冷水,不溶于乙醇,化学性质与过氧化钠类似。某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO2·8H2O,装置如图所示:
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(1)小组同学查阅文献得知:该实验用质量分数为20%的H2O2溶液最为适宜。市售H2O2溶液的质量分数为30%。该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%的H2O2溶液的过程中,使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有_____________。
(2)在冰水浴中进行的原因是_____________________。
(3)实验时,在三颈烧瓶中析出CaO2·8H2O晶体,总反应的离子方程式为________________________。
(4)若CaCl2原料中含有Fe3+杂质,Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
① Fe3+ + H2O2 = Fe2+ + H+ + HOO·
② H2O2 + X = Y + Z + W(已配平)
③ Fe2+ +·OH = Fe3+ + OH-
④ H+ + OH- = H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为___________________________。
(5)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙具有_____________的性质。
A.与水缓慢反应供氧 B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体
C.能使水体酸性增强 D.具有强氧化性,可杀菌灭藻
(6)将所得CaO2·8H2O晶体加热到150~160℃,完全脱水后得到过氧化钙样品。该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是:准确称取0.4000g过氧化钙样品,400℃以上加热至完全分解成CaO和O2(设杂质不产生气体),得到33.60mL(已换算为标准状况)气体。则:所得过氧化钙样品中CaO2的纯度为_________。
【答案】烧杯、量筒 防止温度过高H2O2分解、有利于晶体析出 Ca2+ + H2O2 + 2NH3 + 8H2O=CaO2·8H2O↓ + 2NH4+ HOO·+ H2O2=H2O + O2 +·OH ABD 54.00%
【解析】
(1)市售H2O2溶液的质量分数为30%,配制成20%,可用量筒、烧杯等;
(2)反应温度较低,可避免过氧化氢分解;
(3)反应为氨气、过氧化氢和氯化钙,生成过氧化钙和氯化铵;
(4)过氧化氢在氯化铁催化下生成水和氧气,由流程可知反应②应生成氧气和OH,则HOO参与反应;
(5)过氧化钙具有强氧化性,可用于杀菌消毒,可提供氧气;
(6)由氧气的体积可知过氧化钙的质量,进而计算过氧化钙纯度。
(1)用市售H2O2溶液配制约20%的H2O2溶液的过程中,使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外,还有烧杯、量筒,可根据溶液的体积估算质量,用烧杯配制,故答案为:烧杯、量筒;
(2)冰水浴可防止温度过高H2O2分解、有利于晶体析出,故答案为:防止温度过高H2O2分解、有利于晶体析出;
(3)反应为氨气、过氧化氢和氯化钙,生成过氧化钙和氯化铵,离子方程式为Ca2++H2O2 +2NH3 +8H2O═CaO28H2O↓+2NH4+;
(4)过氧化氢在氯化铁催化下生成水和氧气,由流程可知反应②应生成氧气和OH,则HOO参与反应,反应的方程式为HOO+H2O2═H2O+O2 +OH;
(5)过氧化钙具有强氧化性,可用于杀菌消毒,与水反应生成氢氧化钙和氧气,可提供氧气,氢氧化钙可吸收二氧化碳,故答案为:ABD;
(6)涉及反应为
,生气氧气的物质的量为
=0.0015mol,则n(CaO2)=0.003mol,含量为
=54.00%,