Question

17．CaO₂（過氧化鈣）在醫(yī)用防腐、消毒等方面應用廣泛．它難溶于水、乙醇等溶劑，易溶于酸，溫度過高易分解釋放出氧氣．實驗室以大理石（含少量SiO₂等雜質）為原料制備過氧化鈣及含量測定如圖1：
（一）過氧化鈣的制備流程

己知：CaC1₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl
（1）步驟①的具體操作為逐滴加入適量稀鹽酸，將溶液煮沸，趁熱過濾．將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的二氧化碳．
（2）步驟②的裝置示意圖如圖2，此步驟的關鍵是控制溫度，其措施有冷水浴、磁力攪拌、緩慢滴加H₂O₂溶液．
（3）步驟⑤恒溫烘箱的溫度應控制在120℃左右的目的是使CaO₂•8H₂O分解成CaO₂，同時又要注意防止溫度過高使CaO₂分解．
（二）過氧化鈣的含量測定
方法一：取0.1350g產品于錐形瓶中，先酸化生成H₂O₂，再用標準KMnO₄溶液滴定生成的H₂O₂，平行測定多次．
（4）上述酸化過程中，選用鹽酸而不選用硫酸的可能原因是硫酸與CaO₂反應生成硫酸鈣是微溶的物質，覆蓋在CaO₂的表面，阻止反應進行．
方法二：取0.1350g產品于硬質玻璃管中，加熱，收集氣體，平行測定多次．
（5）方法二可用圖3所示裝置收集并測定氣體的體積．
儀器A 的名稱堿式滴定管；讀取氣體體積的具體方法上下移動堿式滴定管，使堿式滴定管與量筒的液面相平，平視凹液面底部，分別讀取加氣體前后的滴定管的刻度．
（6）方法二數(shù)據記錄如表（標況下），產品中過氧化鈣的含量80%（以質量分數(shù)表示）．

測定次數(shù)	收集前讀數(shù)/mL	收集后讀數(shù)/mL
第1次	21.06	4.24
第2次	23.52	6.72
第3次	22.41	5.63
第4次	20.80	7.20

Answer 1

分析 由流程可知，碳酸鈣溶于鹽酸后，至溶液中尚存有少量固體，過濾后，濾液中氯化鈣、氨水、過氧化氫反應生成CaO₂、NH₄Cl、水；再過濾，洗滌得到過氧化鈣；制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應，過濾后可得到過氧化鈣產品，石灰石便宜易得，但純度較低，以此來解答，
（1）將溶液煮沸的作用是除去溶液中二氧化碳；
（2）反應②是濾液中加入氨水和過氧化氫冰水浴中反應生成過氧化鈣晶體；過氧化氫熱易分解，該反應需要在冰浴下、磁力攪拌、緩慢滴加H₂O₂溶液；
（3）步驟⑤恒溫烘箱的目的是要將CaO₂•8H₂O分解成CaO₂，同時又要注意防止溫度過高使CaO₂分解；
（4）硫酸與CaO₂反應生成硫酸鈣是微溶的物質，會使CaO₂不能進一步反應；
（5）根據裝置力可知儀器的名稱，讀取氣體的體積時要注意先使氣體冷卻到室溫，再將滴定管中的液面高度調整到與量筒內的液面在同一水平面上，再平衡視凹液面；
（6）根據圖中數(shù)據可知，第1次的氣體的體積為16.82mL，第2次的氣體的體積為16.80mL，第3次的氣體的體積為16.78mL，第4次的氣體的體積為13.60mL，其中第四次與其它各次誤差較大，應為絕對誤差，應去掉，所以實驗中收集到的氣體的體積平均值為16.80mL，根據關系2CaO₂～O₂，由氧氣的體積可計算出過氧化鈣的含量．

解答 解：（1）步驟①的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，溶液中溶解二氧化碳，將溶液煮沸，趁熱過濾，將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的二氧化碳，
故答案為：除去溶液中溶解的二氧化碳；
（2）反應②是濾液中加入氨水和過氧化氫冰水浴中反應生成過氧化鈣晶體，過氧化氫熱易分解，該反應需要在冰浴下、磁力攪拌、緩慢滴加H₂O₂溶液，
故答案為：緩慢滴加H₂O₂溶液；
（3）步驟⑤恒溫烘箱的目的是要將CaO₂•8H₂O分解成CaO₂，同時又要注意防止溫度過高使CaO₂分解，所以溫度應控制在120℃左右，
故答案為：使CaO₂•8H₂O分解成CaO₂，同時又要注意防止溫度過高使CaO₂分解；
（4）硫酸與CaO₂反應生成硫酸鈣是微溶的物質，覆蓋在CaO₂的表面，會使CaO₂不能進一步反應，
故答案為：硫酸與CaO₂反應生成硫酸鈣是微溶的物質，覆蓋在CaO₂的表面，阻止反應進行；
（5）根據裝置圖可知A 的儀器的名稱為堿式滴定管，讀取氣體體積的具體方法是上下移動堿式滴定管，使堿式滴定管與量筒的液面相平，平視凹液面底部，分別讀取加氣體前后的滴定管的刻度，
故答案為：堿式滴定管；上下移動堿式滴定管，使堿式滴定管與量筒的液面相平，平視凹液面底部，分別讀取加氣體前后的滴定管的刻度；
（6）根據圖中數(shù)據可知，第1次的氣體的體積為16.82mL，第2次的氣體的體積為16.80mL，第3次的氣體的體積為16.78mL，第4次的氣體的體積為13.60mL，其中第四次與其它各次誤差較大，應為絕對誤差，應去掉，所以實驗中收集到的氣體的體積平均值為16.80mL，根據關系2CaO₂～O₂可知，過氧化鈣的質量為$\frac{16.8}{22.4}$×10^-3×144g=0.1080g，過氧化鈣的含量為$\frac{0.1080}{0.1350}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點評 本題以過氧化鈣的制備為載體考查了實驗方案設計，重點考查了工藝流程的理解、對操作的分析評價、閱讀獲取信息的能力、化學計算等，準確獲取題目中有用的信息進行利用是解本題的關鍵，題目難度中等．