Question

【題目】過氧化鈣(CaO2)是一種白色、無毒、難溶于水的固體，加熱至350 ℃左右開始分解放出氧氣。過氧化鈣能殺菌消毒，廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。其工業(yè)制備的主要流程如下：

(1)攪拌的目的是______。流程②中沒有采用加熱措施的可能原因是______、______。流程②的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________。

(2)整個流程中，除水外還可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______。

(3)取上述制得的CaO2·nH2O晶體進(jìn)行熱重分析，其熱分解時晶體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如右圖。請通過計算給出過氧化鈣晶體(CaO2·nH2O)的化學(xué)式(寫出計算過程) __________________。

Answer 1

【答案】加快反應(yīng)速率 減少H2O2分解 防止氨氣大量逸出 CaCl2＋H2O2＋2NH3＋nH2O＝CaO2·nH2O↓＋2NH4Cl NH4Cl 從圖中看出：m(CaO2)=1.08g，m(H2O)=3.24 g－1.08 g=2.16 g，則由CaO2·nH2O可知m(CaO2)：m(H2O)=72：18n=1.08 g：2.16 g，解得n＝8，所以化學(xué)式為CaO2·8H2O

【解析】

流程①中向NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2，發(fā)生反應(yīng)生成CaCl2和NH3·H2O，混合液進(jìn)入流程②；向混合液中加入30%H2O2，并且不斷攪拌，目的是加快反應(yīng)速率，得到產(chǎn)物CaO2·nH2O和NH4Cl；然后經(jīng)陳化、過濾、水洗得到CaO2·nH2O晶體，然后干燥得到CaO2，據(jù)此分析解答。

（1）攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸，加快化學(xué)反應(yīng)速率；由于雙氧水易分解，氨水易揮發(fā)，則流程②中沒有采用加熱措施的可能原因是減少H2O2分解、防止氨氣大量逸出；CaCl2與氨氣、過氧化氫發(fā)生反應(yīng)生成CaO2nH2O，則流程②的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3＋nH2O＝CaO2·nH2O↓＋2NH4Cl；

（2）由工藝流程分析可知，開始用到氯化銨，制備CaO2nH2O時又生成氯化銨，所以循環(huán)使用的物質(zhì)是NH4Cl；

（3）由圖可知，分解前CaO2·nH2O的質(zhì)量為3.24g，分解后CaO2的質(zhì)量為1.08g，最后的0.84g是CaO2加熱分解放出氧氣后的質(zhì)量，則根據(jù)反應(yīng)的方程式可知：

CaO2·nH2OCaO2+nH2O

72+18n 72

3.24 1.0g

即(72＋18n)：3.24＝72：1.08

解得n＝8

故晶體的化學(xué)式為CaO2·8H2O。