Question

大理石中含有的主要杂质是二氧化硅和氧化铁，以下是某化学兴趣小组用大理石为原料制取安全无毒杀菌剂过氧化钙的主要流程：

已知：生成CaO₂?8H₂O的化学方程式为
CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O→CaO₂?8H₂O+2NH₄Cl
（1）给B溶液加入氨水的目的是

 

，在该过程中要随时测定pH，在实验室中用pH试纸测定溶液pH的操作使用的实验用品主要有：

 

（2）确定加入氨水的目的已经实现的方法是

 

（3）本实验需要多次使用玻璃棒，则实验过程中玻璃棒的作用有

 

，若Y溶液的pH大于Z溶液的pH，则Z溶液的名称是

 

．
（4）由滤液F得到晶体F，操作过程包括

 

   （填操作名称）、冷却结晶．
（5）制得的CaO₂中一般含有CaO．该化学兴趣小组通过实验测定制得的样品中CaO₂的含量：称量0.06g样品于锥形瓶中，然后加入过量的浓度为0.20mol/L的盐酸20.00mL，再用浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液滴定，消耗氢氧化钠溶液11.00mL．若用甲基橙为指示剂，滴定终点的现象为

 

，该样品中的CaO₂质量分数为

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：大理石中含有的主要杂质是二氧化硅和氧化铁，试剂A是用稀硝酸或盐酸溶解大理石，操作Ⅰ过滤操作，得到滤液B中加入氨水显然是生成氢氧化铁过滤去除，沉淀X为Fe（OH）₃，C溶液中主要是钙盐，加入碳酸铵目的是沉淀钙离子，得到沉淀E为CaCO₃，加入试剂A溶解后的溶液中加入Y溶液和Z溶液为一水合氨溶液和过氧化氢溶液，溶解反应后生成CaO₂?8H₂O，过滤得到固体，生成CaO₂?8H₂O，水洗脱水得到过氧化钙；
（1）给B溶液加入氨水的目的是沉淀铁离子；实验室中用pH试纸测定溶液pH需要用PH试纸、玻璃棒；
（2）检验C溶液中是否含有铁离子，利用加入KSCN溶液设计检验；
（3）流程分析可知，玻璃棒的作用主要是搅拌加速溶解，过滤引流作用；依据加入的YZ溶液充分和溶液性质分析判断，Z为过氧化氢溶液；
（4）由滤液F得到晶体F，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥称量；
（5）反应中由CaCO₃与H₂O₂和氨水反应生成CaO₂?8H₂O的化学方程式是：CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂?8H₂O↓+2NH₄Cl；
n（HCl）=0.200mol/L×0.02L=0.004mol；
n（NaOH）=n（HCl）（过量）=0.200mol/L×0.011L=0.0022mol；
因此样品产生的OH^-的物质的量为0.0018mol；
设样品中含有CaO₂、CaO的物质的量分别x、y，列式计算得到；

解答： 解：大理石中含有的主要杂质是二氧化硅和氧化铁，试剂A是用稀硝酸或盐酸溶解大理石，操作Ⅰ过滤操作，得到滤液B中加入氨水显然是生成氢氧化铁过滤去除，沉淀X为Fe（OH）₃，C溶液中主要是钙盐，加入碳酸铵目的是沉淀钙离子，得到沉淀E为CaCO₃，加入试剂A溶解后的溶液中加入Y溶液和Z溶液为一水合氨溶液和过氧化氢溶液，溶解反应后生成CaO₂?8H₂O，过滤得到固体，生成CaO₂?8H₂O，水洗脱水得到过氧化钙；
（1）给B溶液加入氨水的目的是沉淀溶解生成的铁离子生成氢氧化铁沉淀；实验室中用pH试纸测定溶液pH需要用PH试纸、玻璃棒；
故答案为：沉淀铁离子，PH试纸、玻璃棒；
（2）检验C溶液中是否含有铁离子，利用加入KSCN溶液设计检验，取C溶液少许滴加KSCN溶液若不呈红色说明加入氨水的目的已经实现；
故答案为：取C溶液少许滴加KSCN溶液若不呈红色说明加入氨水的目的已经实现；
（3）流程分析可知，本实验需要多次使用玻璃棒，则实验过程中玻璃棒的作用主要是搅拌加速溶解，过滤引流作用；依据加入的YZ溶液充分和溶液性质分析判断，若Y溶液的pH大于Z溶液的pH，则Z溶液的名称为过氧化氢溶液；
故答案为：溶解中搅拌加速溶解，过滤中引流，过氧化氢溶液；
（4）由滤液F得到晶体F，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥称量；
故答案为：蒸发浓缩；
（5）用浓度为0.20mol/L的氢氧化钠溶液滴定，消耗氢氧化钠溶液11.00mL．若用甲基橙为指示剂，滴定终点的现象为：甲基橙橙色变化为黄色且半分钟不变化；
反应中由CaCO₃与H₂O₂和氨水反应生成CaO₂?8H₂O的化学方程式是：CaC1₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O═CaO₂?8H₂O↓+2NH₄Cl；
n（HCl）=0.200mol/L×0.02L=0.004mol；
n（NaOH）=n（HCl）（过量）=0.200mol/L×0.011L=0.0022mol；
因此样品产生的OH^-的物质的量为0.0018mol；设样品中含有CaO₂、CaO的物质的量分别x、y，
则2x+2y=0.0018mol；
72x+56y=0.06g，
解得x=0.0006mol；
y=0.0003mol，
所以该样品中CaO₂的质量分数=

0.0006mol×72g/mol

0.06g

×100%=72%；
故答案为：甲基橙橙色变化为黄色且半分钟不变化；72%；

点评：本题考查了物质组成实验分析判断，实验基本操作，物质性质的理解应用，滴定实验的定量计算，掌握基础是关键，题目难度中等．