Question

（17分）過(guò)氧化鈣(CaO₂)難溶于水，在常溫下穩(wěn)定，在潮濕空氣及水中緩慢分解放出氧氣，用作殺菌劑、防腐劑、解酸劑、油類(lèi)漂白劑及封閉膠泥的快干劑，在食品、牙粉、化妝品等制造中用作添加劑。下圖是以大理石(主要雜質(zhì)是氧化鐵)等為原料制取過(guò)氧化鈣(CaO₂)的流程。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）操作①中應(yīng)包括         、         、     用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9的目的是______________。
（2）若測(cè)得濾液C中c(CO)＝2.50×10^－4 mol·L^－1，則Ca^2＋_ _____(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知c(Ca^2＋)≤10^－5 mol·L^－1可視為沉淀完全；K_sp(CaCO₃)＝4.96×10^－9]
（3）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產(chǎn)物NH₄NO₃，則酸化后溶液中，c(NH)        c(NO) （填 > 、< 或 = ），(NH₄)₂CO₃溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?u>               。
（4）在低溫下，往過(guò)氧化氫濃溶液中投入無(wú)水氯化鈣進(jìn)行反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________，一段時(shí)間后，再加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH至9～11，才出現(xiàn)大量沉淀。用簡(jiǎn)要的文字解釋需用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9～11的原因_________________________。
（5）寫(xiě)出CaO₂與H₂O反應(yīng)的化學(xué)方程式                                      。

Answer 1

（1）溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)結(jié)晶（3分）；除去Fe^3＋或使Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀被除去（2分）
（2）否（2分）
（3）＜（2分）  c(NH₄⁺)>c(CO₃²?)>c(OH?)>c(H⁺) （2分）
（4）CaCl₂＋H₂O₂CaO₂＋2HCl（2分）　加入NaOH溶液使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于CaO₂沉淀的生成（2分）
（5）2CaO₂＋2H₂O=2Ca(OH)₂+O₂↑（2分）

試題分析：（1）沉淀碳酸鈣用鹽酸溶解然后蒸發(fā)結(jié)晶可以得到氯化鈣晶體；因大理石中的主要雜質(zhì)是氧化鐵，它與硝酸反應(yīng)生成了Fe(NO₃)₃，在調(diào)節(jié)pH到8～9時(shí)，F(xiàn)e^3＋會(huì)以Fe(OH)₃沉淀形式進(jìn)入濾渣，從而除去了雜質(zhì)離子Fe^3＋。
（2）根據(jù)離子積K_sp(CaCO₃)＝4.96×10^－9＝c(Ca^2＋)·c(CO)，得c(Ca^2＋)＝4.96×10^－9/2.50×10^－4 mol·L^－1＝1.98×10^－5 mol·L^－1 > 10^－5 mol·L^－1，沒(méi)有沉淀完全。
（3）由電荷守恒：c(H^＋)＋c(NH)＝c(OH^－)＋c(NO)，因c(H^＋)＞c(OH^－)，故c(NH)＜c(NO)。
（4）由CaCl₂＋H₂O₂CaO₂＋2HCl，加入NaOH溶液，NaOH與HCl發(fā)生中和反應(yīng)，減少了生成物濃度，使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于CaO₂沉淀的生成。
（5）CaO₂中O元素的化合價(jià)為—1價(jià)，部分化合價(jià)升高轉(zhuǎn)化為O₂，部分化合價(jià)降低轉(zhuǎn)化為Ca(OH)₂，所以化學(xué)方程式為：2CaO₂＋2H₂O=2Ca(OH)₂+O₂↑