Question

20．过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等．工业上生产过氧化钙的主要流程如图：

已知CaO₂•8H₂O呈白色，微溶于水，加热至350℃左右开始分解放出氧气．
（1）用上述方法制取CaO₂•8H₂O的化学方程式是CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）检验“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；
（3）沉淀时常用冰水控制温度在0℃左右，其可能原因是（写出两种）：
①温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率
②该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO₂•8H₂O产率
（4）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应．
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液．
第三步：逐滴加入浓度为c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．
【已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-】
①CaO₂的质量分数为$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$ （用字母表示）；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能偏高（填“不受影响”、“偏低”或“偏高”），原因是在酸性条件下空气中的O₂也可以把KI氧化为I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，从而使测得的CaO₂的质量分数偏高．

Answer 1

分析 （1）根据图示流程中找出反应物、生成物，写出反应的化学方程式，由工艺流程可知，反应②为氯化钙与氨水、过氧化氢反应生成CaO₂•8H₂O，还应生成氯化铵；
（2）通过检验洗涤液中是否含有氯离子来判断检验“水洗”是否合格，用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验；
（3）从双氧水的稳定性、该反应的反应热、温度对过氧化钙的溶解度的影响等方面分析；
（4）①根据电子守恒及化学反应方程式找出过氧化钙与硫代硫酸钠反应的关系式，再根据题中数据计算出样品中过氧化钙的质量分数；
②根据空气中的氧气能够氧化碘离子，使碘单质的量增加，消耗的硫代硫酸钠增加分析．

解答 解：（1）由流程可知，反应物为氯化钙、双氧水、氨气和水，生成为CaO₂•8H₂O和氯化铵，反应的化学方程式为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl，
故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）“水洗”不合格，含有氯离子，所以检验“水洗”是否合格的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀，
故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀；
（3）由于温度较高时双氧水容易分解，会导致过氧化钙产率下降，且温度降低时过氧化钙的溶解度减小，有利于过氧化钙的析出，该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO₂•8H₂O产率，所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右，
故答案为：温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率；该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO₂•8H₂O产率；
（4）①过氧化钙氧化碘化钾生成的碘单质，用硫代硫酸钠滴定时，消耗的硫代硫酸钠的物质的量为：cmol•L^-1×V×10^-3L=cV×10^-3mol，根据氧化还原反应中电子守恒及题中反应方程式可得关系式：CaO₂～I₂～2S₂O₃^2-，过氧化钙的物质的量为：n（CaO₂）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×cV×10^-3mol，
样品中CaO₂的质量分数为：$\frac{\frac{1}{2}×cV×1{0}^{-3}mol×72g/mol}{ag}$×100%=$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$，
故答案为：$\frac{36cV×1{0}^{-3}}{a}$或$\frac{3.6cV}{a}$；
③在酸性条件下空气中的O₂也可以把KI氧化为I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，从而使测得的CaO₂的质量分数偏高，
故答案为：偏高；在酸性条件下空气中的O₂也可以把KI氧化为I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，从而使测得的CaO₂的质量分数偏高．

点评 本题考查形式为物质制备流程图题目，涉及中和滴定中的误差分析、物质的检验及化学计算等问题，题目难度较大，做题时注意分析题中关键信息、明确实验基本操作方法，本题较为综合，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．