Question

17．過(guò)氧化鈣安全、無(wú)毒，是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，在生產(chǎn)和生活中廣泛用作消毒劑、殺菌劑、高溫氧化劑、油脂漂白劑等．如圖是工業(yè)上以石灰石和雙氧水為原料生產(chǎn)過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)流程，其中，石灰石里含有一定量的氧化鐵雜質(zhì)．

（1）如果A是一種溶液，則該溶液可以是NH₃•H₂O溶液或NaOH溶液，加入A的目的是除去其中的雜質(zhì)Fe³⁺
（2）步驟④和步驟⑥的操作中用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒
（3）步驟⑦是在低溫下的過(guò)氧化氫濃溶液中加入無(wú)水氯化鈣，一段時(shí)間后，再加入適量的氫氧化鈉溶液，此時(shí)即會(huì)出現(xiàn)大量的過(guò)氧化鈣沉淀，寫出該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的總的化學(xué)方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NaOH=CaO₂+2NaCl+2H₂O
（4）用c mol•L^-1KMnO₄溶液滴定a g上述過(guò)氧化氫溶液，若滴定終點(diǎn)時(shí)消耗V mL KMnO₄溶液，則上述過(guò)氧化氫溶液中過(guò)氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{8.5cV}{a}$
（5）工業(yè)生產(chǎn)中，制備的CaO₂通常含有數(shù)量不等的結(jié)晶水，其化學(xué)式為CaO₂•XH₂O，還含有CaO雜質(zhì)．稱取0.542g樣品灼熱，發(fā)生反應(yīng)：2CaO₂•XH₂O═2CaO+O₂+2XH₂O，得到標(biāo)況下O₂67.2ml，另稱相同質(zhì)量樣品溶于稀鹽酸，加入足量Na₂CO₃溶液，得到0.70g干燥沉淀，則X=0.5．

Answer 1

分析 石灰石里含有一定量的氧化鐵雜質(zhì)，石灰石加入硝酸溶解得到硝酸鈣溶液，加入A為沉淀鐵離子的試劑，可以是氫氧化鈉或氨水溶液，過(guò)濾得到溶液中主要是鈣離子，加入 碳酸銨溶液生成碳酸鈣沉淀，過(guò)濾得到碳酸鈣，加鹽酸溶解生成氯化鈣溶液加入濃的過(guò)氧化氫溶液生成過(guò)氧化鈣；
（1）A是沉淀鐵離子的試劑；
（2）步驟④和步驟⑥的操作是過(guò)濾，結(jié)合操作選儀器；
（3）步驟⑦是在低溫下的過(guò)氧化氫濃溶液中加入無(wú)水氯化鈣，一段時(shí)間后，再加入適量的氫氧化鈉溶液，此時(shí)即會(huì)出現(xiàn)大量的過(guò)氧化鈣沉淀，依據(jù)原子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（4）依據(jù)高錳酸鉀和過(guò)氧化氫反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)的過(guò)氧化氫，計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)CaCO₃沉淀的質(zhì)量可得樣品中Ca元素的質(zhì)量，根據(jù)Ca元素質(zhì)量守恒計(jì)算CaO的質(zhì)量，總質(zhì)量減去CaO₂和CaO的質(zhì)量即得水的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算H₂O和CaO₂的物質(zhì)的量比值，即可得到x的值．

解答 解：石灰石里含有一定量的氧化鐵雜質(zhì)，石灰石加入硝酸溶解得到硝酸鈣溶液，加入A為沉淀 鐵離子的試劑，可以是氫氧化鈉或氨水溶液，過(guò)濾得到溶液中主要是鈣離子，加入 碳酸銨溶液生成碳酸鈣沉淀，過(guò)濾得到碳酸鈣，加鹽酸溶解生成氯化鈣溶液加入濃的過(guò)氧化氫溶液生成過(guò)氧化鈣；
（1）石灰石里含有一定量的氧化鐵雜質(zhì)，溶解后含有鐵離子，加入A是沉淀鐵離子的試劑，應(yīng)選擇氨水溶液或氫氧化鈉溶液，目的是除去其中的雜質(zhì)Fe³⁺，
故答案為：NH₃•H₂O溶液或NaOH溶液；除去其中的雜質(zhì)Fe³⁺；
（2）步驟④和步驟⑥的操作是過(guò)濾，結(jié)合操作選玻璃儀器為：漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為；漏斗、燒杯、玻璃棒；
（3）步驟⑦是在低溫下的過(guò)氧化氫濃溶液中加入無(wú)水氯化鈣，一段時(shí)間后，再加入適量的氫氧化鈉溶液，此時(shí)即會(huì)出現(xiàn)大量的過(guò)氧化鈣沉淀，依據(jù)原子守恒配平書寫化學(xué)方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NaOH=CaO₂+2NaCl+2H₂O；
故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NaOH=CaO₂+2NaCl+2H₂O；
（4）依據(jù)高錳酸鉀和過(guò)氧化氫反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算反應(yīng)的過(guò)氧化氫，
5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=5O₂↑+8H₂O+2Mn²⁺，
5       2
n     V L×c mol•L^-1
n=2.5cVmol
計(jì)算得到過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{2.5cVmol×34g/mol}{ag}$×100%=$\frac{8.5cV}{a}$；
故答案為：$\frac{8.5cV}{a}$；
（5）反應(yīng)中生成標(biāo)況下O₂67.2ml即0.003mol，根據(jù)反應(yīng)2CaO₂•XH₂O═2CaO+O₂+2XH₂O，可知n（CaO₂•xH₂O）=0.006mol，因?yàn)閚（CaCO₃）=$\frac{0.7}{100}$mol=0.007mol，根據(jù)Ca元素守恒，可知：n（CaO）=0.007mol-0.006mol=0.001mol，m（CaO）=0.001mol×56g/mol=0.056g，樣品中水的質(zhì)量為：m（H₂O）=0.542g-m（CaO₂）-m（CaO）=0.542g-0.006mol×72g/mol-0.056g=0.054g，n（H₂O）=$\frac{0.054g}{18g/mol}$=0.003mol，
x=$\frac{0.003mol}{0.006mol}$=0.5，
故答案為：0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離和提純的方法，流程分析判斷，實(shí)驗(yàn)基本操作化學(xué)方程式計(jì)算應(yīng)用，掌握題干信息和流程目的是關(guān)鍵，題目難度中等．