Question

【題目】過氧化鈣是一種新型的、環(huán)境友好的多功能無機化工產(chǎn)品，它是一種非常穩(wěn)定的過氧化物，常溫下干燥不分解，有較強的漂白、殺菌、消毒作用且對環(huán)境無污染。下面是某學(xué)習(xí)小組模擬用大理石（含少量FeO固體）和過氧化氫為原料來制備過氧化鈣以及對其含量測定分析過程。

Ⅰ.碳酸鈣的制備

1.步驟①加入試劑A的目的是__________。

2.操作②所需要的玻璃儀器_____________。

Ⅱ.過氧化鈣制備

制備步驟

（1）將以上制得的碳酸鈣置于燒杯中，逐滴加入6mol·L－1的鹽酸，直至燒杯中剩余極少量的碳酸鈣固體未溶，將溶液加熱煮沸，趁熱過濾除去未溶的碳酸鈣。

（2）另外量取30mL6%的過氧化氫，加入到15ml濃氨水中，將制得的氯化鈣溶液和過氧化氫-氨水混合液置于冰水中冷卻，觀察白色的過氧化鈣晶體的生成。

（3）抽濾，用5mL無水乙醇洗滌2~3次，將晶體抽干。

（4）將抽干后的過氧化鈣晶體放在表面皿上，于烘箱內(nèi)在105℃下烘1h，最后取出冷卻，稱重。

問題討論

3.步驟（1）中將溶液煮沸的作用是_________。

4.步驟（2）中反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

5.步驟（3）中將過濾得到的白色晶體，使用乙醇洗滌的目的是_______。

過氧化鈣含量的測定

（1）實驗步驟

按下面裝置圖將量氣管與水準管用橡皮管連接，量氣管上方的三通活塞，使量氣管與大氣相通，向水準管內(nèi)注入水，并將水準管上下移動，以除去橡皮管內(nèi)的空氣。

①精確稱取0.40g（精確到0.01g）無水過氧化鈣加入試管中，轉(zhuǎn)動試管使過氧化鈣在試管內(nèi)均勻鋪成薄層。把試管連接到量氣管上，塞緊橡皮塞。懸轉(zhuǎn)活塞使量氣管通向試管，調(diào)整水準管，記下量氣管內(nèi)液面的初讀數(shù)。

②用小火緩緩加熱試管，過氧化鈣逐漸分解放出氧氣，調(diào)整水準管，記下量氣管內(nèi)液面的終讀數(shù)，并記錄實驗時的溫度和大氣壓力。計算出產(chǎn)品中過氧化鈣的百分含量。

（2）問題討論

6.寫出上述實驗中 “調(diào)整水準管”的操作__________。

7.若測得氧氣的體積為44.8mL（已經(jīng)折算成標準狀況下），則該研究小組制備的過氧化鈣的純度為____。

Answer 1

【答案】將Fe2+氧化為Fe3+ 玻璃棒、漏斗、燒杯 趕走溶液中的二氧化碳 CaCl2+H2O2+2NH3H2O=CaO2+2NH4Cl+2H2O 防止溶解損失，加快沉淀干燥速度或除去晶體表面吸附雜質(zhì) 上下移動水準管，使兩管內(nèi)液面相平（或其它合理答案） 72%

【解析】

從題給的對碳酸鈣的提純流程來看，對大理石進行酸濅后，鈣離子和亞鐵離子進入了溶液。加入試劑A，并調(diào)pH，應(yīng)是對鐵元素的除雜設(shè)計。在制備過氧化鈣的實驗中，碳酸鈣提供了鈣元素，因后加了氨水，所以溶液中的二氧化碳要除去，以避免產(chǎn)品中生成碳酸鈣雜質(zhì)。

1.大理石中含有雜質(zhì)氧化亞鐵，酸浸后為二價鐵離子，需要加入氧化劑將其氧化成三價鐵離子便于調(diào)整pH去除，所以加入試劑A的目的是將Fe2+氧化為Fe3+；

2.由后面的濾渣，濾液可知，操作②為過濾，所需要的玻璃儀器有：玻璃棒、漏斗、燒杯；

3.碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳可溶于水，煮沸可以趕走溶液中溶解的二氧化碳，防止后續(xù)過程產(chǎn)生CO32-與Ca2+形成碳酸鈣；

4.反應(yīng)物為氯化鈣、過氧化氫、氨水，生成物為過氧化鈣、氯化銨、水，化學(xué)方程式為：CaCl2+H2O2+2NH3H2O=CaO2+2NH4Cl+2H2O；

5.過氧化鈣不溶于乙醇，使用乙醇洗滌可以減少溶解損失，并可以加快沉淀的干燥速度、除去晶體表面吸附雜質(zhì)；

6.實驗中 “調(diào)整水準管”的操作：上下移動水準管，調(diào)整氣壓差，使兩管內(nèi)液面相平；

7.氧氣物質(zhì)的量為：0.0448L÷22.4L/moL=0.002moL，根據(jù)過氧化鈣加熱分解化學(xué)方程式，得出過氧化鈣的物質(zhì)的量為0.004moL，所以純度為0.004moL×72g/moL÷0.40g×100％=72%。