Question

【题目】过氧化钙（CaO2）是一种白色无毒的固体，微溶于水，溶于酸，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。以下是一种制备过氧化钙的实验方法：

（Ⅰ）氨气的制备

（查阅资料）

①实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气；

②氨气极易溶于水，所得溶液称为氨水。

③碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠的混合物。

（1）实验室制取氨气的化学方程式_____。

（2）如需收集一瓶干燥的氨气，请选择上图中合适的装置，装置连接顺序为：a→_____→_____→_____→_____→h（按气流方向，用小写字母填空）。

（Ⅱ）碳酸钙的制备

（1）铁的氧化物主要成分为氧化铁，写出氧化铁和盐酸反应的化学方程式_____。

（2）步骤①加入双氧水的目的是使溶液中的Fe2+转化为Fe3+，加入氨水使铁离子形成沉淀，则滤渣的主要成分为_____（填化学式），小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_____。

（Ⅲ）过氧化钙的制备

（1）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸直至过量。将溶液煮沸的作用是_____。

（2）步骤③是氯化钙和过氧化氢反应制取过氧化钙，则反应的化学方程式为_____，加入氨水的目的是_____，该反应需要在冰浴下进行，原因是_____。

（3）某同学认为，将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后即可得到过氧化钙产品，使用该制备工艺的主要缺点是_____。

（4）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）。

若所取产品质量是0.5g，测得气体体积为60.0mL（该温度下氧气密度为1.6g/L），则产品中CaO2的质量分数为多少_____（写出计算过程）？

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O b c e d Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Fe(OH)3 除去氢氧化铁沉淀（或过滤更充分） 除去过量的稀盐酸 CaCl2+H2O2===CaO2+2HCl 中和掉生成的HCl 防止H2O2分解或氨水挥发 产品纯度不高，杂质含量过多 86.4%（详见解析）

【解析】

（Ⅰ）氨气的制备

（1）实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法制取氨气，加热氯化铵和熟石灰固体反应生成氯化钙、水和氨气，化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O；

（2）加热氯化铵和熟石灰固体制得的氨气中存在水蒸气，浓硫酸能与氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，氢氧化钠固体具有吸水性，可用B装置干燥氨气，使用B装置干燥气体时，应从b端通入，c端导出，氨气的密度小于空气，使用C装置收集氨气时，应从e 端通入，d端导出。如需收集一瓶干燥的氨气，请选择上图中合适的装置，装置连接顺序为：a→b→c→e→d→h；

（Ⅱ）碳酸钙的制备

（1）铁的氧化物主要成分为氧化铁，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为：Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O ；

（2）步骤①加入双氧水的目的是使溶液中的Fe2+转化为Fe3+，加入氨水使铁离子形成沉淀，氨水中存在氢氧根离子，铁离子与氢氧根离子可形成氢氧化铁沉淀。则滤渣的主要成分为Fe(OH)3；小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于除去氢氧化铁沉淀（或过滤更充分）；

（Ⅲ）过氧化钙的制备

（1）盐酸具有挥发性，加热可除去盐酸。步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸直至过量。将溶液煮沸的作用是除去过量的稀盐酸；

（2）氯化钙和过氧化氢反应生成过氧化钙和盐酸，步骤③是反应的化学方程式为CaCl2+H2O2===CaO2+2HCl；氨水能与盐酸反应生成物氯化铵和水，加入氨水的目的是中和掉生成的HCl；过氧化氢在较高温度能分解，氨水在较高温度易挥发，该反应需要在冰浴下进行，原因是防止H2O2分解或氨水挥发；

（3）将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后即可得到过氧化钙产品，使用该制备工艺的主要缺点是产品纯度不高，杂质含量过多；

（4）根据题意可知，反应过程中测得气体体积为60.0mL，说明反应过程中生成氧气的体积为60.0mL，生成的氧气质量=0.06L×1.6g/L=0.096g；

设：生成0.096g氧气需要CaO2的质量为x。

x=0.432g；

产品中CaO2的质量分数= 。