Question

【题目】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。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。

请回答下列问题：

(1)操作①应包括下列操作中的____________。(填序号)

A.溶解 B.过滤 C.蒸馏 D.分液 E.蒸发结晶

(2)用氨水调节pH至8～9的目的是_________________________________。

(3)若测得滤液C中c(CO32-)＝10－3mol/L，则Ca2＋____(填“是”或“不”)沉淀完全。[已知c(Ca2＋)≤10－5 mol/L时即可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9]

(4)若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中c(NH4+) _______c(NO3-)(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，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。写出该反应的化学方程式_________________________；用简要的文字解释用氢氧化钠调节pH至9～11的原因____________。

(6)已知大理石含CaCO3的质量分数为a，m g大理石可以制得n g CaO2，请计算：CaCO3 转化为CaO2过程中，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应方向移动，有利于CaO2沉淀的生成（3分）（6）（2分）

【解析】

试题（1）操作①是向碳酸钙中加入盐酸得到氯化钙溶液继而得到氯化钙晶体的过程，所涉及到的操作步骤有用盐酸溶液溶解碳酸钙固体，过滤完未完全反应的碳酸钙，以及通过蒸发结晶得到氯化钙晶体。

（2）加入硝酸溶液之后，原溶液中的氧化铁已近以三价铁的形式存在，调节PH的目的就是通过形成氢氧化铁来除去铁离子。

（3）根据KSP以及溶液中的碳酸根离子的浓度不难求出钙离子的浓度为4.96×10-6mol/L，所以可以认为钙离子已经沉淀完全。

（4）根据溶液中正负电荷的代数和始终为0，而且溶液呈酸性，所以可得出溶液中铵根离子浓度比硝酸根离子浓度要小。

（5）氯化钙与双氧水的反应方程式为：CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl，调节PH才会出现大量沉淀的原因是，加入氢氧化钠使得上述反应的平衡向正反应方向移动才会出现大量的过氧化钙沉淀。

（6）已知过氧化钙的相对分子质量为72，而碳酸钙的相对原子质量为100，所以钙原子的利用率为（n/72）/（ma/100）所以可以求得钙原子的原子利用率为