Question

【題目】過氧化鈣(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，因而廣泛應(yīng)用于漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等許多方面。下圖是以大理石(主要雜質(zhì)是氧化鐵)等為原料制取過氧化鈣(CaO2)的流程。

請回答下列問題：

(1)操作①應(yīng)包括下列操作中的____________。(填序號)

A.溶解 B.過濾 C.蒸餾 D.分液 E.蒸發(fā)結(jié)晶

(2)用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9的目的是_________________________________。

(3)若測得濾液C中c(CO32-)＝10－3mol/L，則Ca2＋____(填“是”或“不”)沉淀完全。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol/L時(shí)即可視為沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]

(4)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(NH4+) _______c(NO3-)(填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“＝”)。

(5)操作②是：在低溫下，往過氧化氫濃溶液中投入無水氯化鈣進(jìn)行反應(yīng)，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。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________；用簡要的文字解釋用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9～11的原因____________。

(6)已知大理石含CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，m g大理石可以制得n g CaO2，請計(jì)算：CaCO3 轉(zhuǎn)化為CaO2過程中，Ca原子的利用率__________________。

Answer 1

【答案】（1） ABE（2分）（2）除去Fe3＋（2分）

（3）是（2分）（4）＜（2分）

（5）CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl或（CaCl2＋H2O2＋2NaOH===CaO2↓＋2NaCl＋2H2O）（2分）；加入NaOH溶液使上述平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于CaO2沉淀的生成（3分）（6）（2分）

【解析】

試題（1）操作①是向碳酸鈣中加入鹽酸得到氯化鈣溶液繼而得到氯化鈣晶體的過程，所涉及到的操作步驟有用鹽酸溶液溶解碳酸鈣固體，過濾完未完全反應(yīng)的碳酸鈣，以及通過蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈣晶體。

（2）加入硝酸溶液之后，原溶液中的氧化鐵已近以三價(jià)鐵的形式存在，調(diào)節(jié)PH的目的就是通過形成氫氧化鐵來除去鐵離子。

（3）根據(jù)KSP以及溶液中的碳酸根離子的濃度不難求出鈣離子的濃度為4.96×10-6mol/L，所以可以認(rèn)為鈣離子已經(jīng)沉淀完全。

（4）根據(jù)溶液中正負(fù)電荷的代數(shù)和始終為0，而且溶液呈酸性，所以可得出溶液中銨根離子濃度比硝酸根離子濃度要小。

（5）氯化鈣與雙氧水的反應(yīng)方程式為：CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl，調(diào)節(jié)PH才會出現(xiàn)大量沉淀的原因是，加入氫氧化鈉使得上述反應(yīng)的平衡向正反應(yīng)方向移動才會出現(xiàn)大量的過氧化鈣沉淀。

（6）已知過氧化鈣的相對分子質(zhì)量為72，而碳酸鈣的相對原子質(zhì)量為100，所以鈣原子的利用率為（n/72）/（ma/100）所以可以求得鈣原子的原子利用率為