Question

过氧化钙（CaO₂）难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面．如图是以大理石（主要杂质是氧化铝）等为原料制取过氧化钙（CaO₂）的流程．

请回答下列问题：
（1）①中实验操作顺序为

 

（填序号）．
a．过滤    b．蒸馏    C．分液    d．蒸发结晶
（2）用氨水调节pH至7～8的目的是

 

．
（3）写出生成滤渣B的离子方程式

 

．
（4）若在滤液C中，加入HN

 

，使溶液呈酸性以得到副产物NH₄NO₃，则酸化后溶液中，c（NH₄⁺）

 

c（N0₃^-）（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“=”）
（5）操作②是在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式

 

．一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，调节溶液的pH至9～11，现大量沉淀．用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～ll的原因

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：大理石（主要杂质是氧化铝）加硝酸反应后过滤，滤液A的成分有硝酸钙和硝酸铝以及剩余的硝酸，当pH至7-8范围段内时，三价铝离子易形成沉淀，所以滤渣B是氢氧化铝，滤液B是硝酸钙，和碳酸铵之间可以发生复分解反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤，沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体，再失水成为无水氯化钙，双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸；
（1）实现固体和液体的分离采用过滤的方法，从氯化钙的溶液中获得氯化钙的结晶水合物要采用蒸发结晶的方法，碳酸钙能和强酸反应；
（2）pH至7-8范围段内时，铝离子易形成沉淀；
（3）氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀；
（4）酸化后溶液中生成硝酸铵，铵根离子水解；
（5）双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸；氢氧化钠溶液加入和盐酸反应促进平衡正向进行生成过氧化钙．

解答： 解：根据图示信息，可得出：滤液A的成分有硝酸钙和硝酸铁以及剩余的硝酸，当pH至8-9范围段内时，三价铁可易形成沉淀，所以滤渣B是氢氧化铁，滤液B是硝酸钙，和碳酸铵之间可以发生复分解反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤，沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体，再失水成为无水氯化钙，双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸．
（1）碳酸钙和硝酸铵的混合物过滤后，所得沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体；
故答案为：d；
（2）用氨水调节pH至7-8，铝离子可易形成沉淀，从而分离出硝酸钙溶液，故答案为：除去Al³⁺；
（3）用氨水调节pH，则氨水与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，其反应的离子方程式为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（4）若在滤液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副产物NH₄NO₃，铵根离子水解，则酸化后溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）；
故答案为：HNO₃；＜；
（5）双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸，即CaCl₂+H₂O₂?CaO₂↓+2HCl，加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO₂沉淀的生成；
故答案为：CaCl₂+H₂O₂?CaO₂↓+2HCl；加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO₂沉淀的生成．

点评：本题制取过氧化钙（CaO₂）的工艺流程为知识背景，考查了基本实验操作、除杂质、离子方程式、盐的水解原理的应用、平衡移动原理的应用等知识，题目涉及的知识点较多，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．