Question

CaO₂?8H₂O呈白色，微溶于水，加热至350℃左右开始分解放出氧气，425℃分解完全．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．实验室先用大理石（含MgCO₃、FeCO₃等杂质）制取纯净的碳酸钙，然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙．实验流程如下：

已知：Ca（OH）₂+H₂O₂+6H₂O=CaO₂?8H₂O△H＜0
（1）写出CaO₂的电子式：

 

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（2）步骤②中加入浓氨水至弱碱性的目的是：

 

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（3）步骤③发生反应的化学方程式为：

 

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（4）步骤③用冰水冷却的原因除了减少H₂O₂的分解以外还有

 

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Answer 1

考点：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：（1）CaO₂是过氧根离子和钙离子通过离子键形成的离子化合物，据此书写电子式；
（2）硝酸镁、硝酸铁可以喝氨水发生复分解反应，形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀；
（3）根据流程图知道：氯化钙的水溶液，加入双氧水、氨气，冰水冷却，可以得到CaO₂?8H₂O；
（4）根据高温下双氧水以及CaO₂?8H₂O的性质来回答．

解答： 解：大理石（含MgCO₃、FeCO₃等杂质）制取纯净的碳酸钙，然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙的原理：大理石（含MgCO₃、FeCO₃等杂质）都可以和硝酸之间发生反应得到硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物用，FeCO₃与硝酸反应是氧化还原反应，向混合液中加入氨水，可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀，过滤，得到的滤液是硝酸钙溶液（含铵根离子），向其中加入碳酸铵，发生复分解反应，可以得到碳酸钙沉淀，沉淀用盐酸溶解，得到氯化钙的水溶液，加入双氧水、氨气，冰水冷却，可以得到CaO₂?8H₂O，低温下烘干，可以得到CaO₂，进一步加热可以得到氧化钙和氧气．
（1）CaO₂是过氧根离子和钙离子通过离子键形成的离子化合物，电子式为：，故答案为：；
（2）硝酸钙、硝酸镁以及硝酸铁的混合物中加入氨水，可以形成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀，故答案为：使其中Mg²⁺、Fe³⁺等杂质离子形成沉淀除去；
（3）氯化钙的水溶液，加入双氧水、氨气，冰水冷却，可以得到CaO₂?8H₂O，该反应的反应物为CaCl₂、H₂O₂、NH₃，故方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂?8H₂O+2NH₄Cl，故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂?8H₂O+2NH₄Cl；
（4）因为H₂O₂受热易分解，故采用冰水冷却的方式防止其分解，提高利用率，同时温度低能降低物质的溶解度，提高产率，故答案为：该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO₂?8H₂O产率．

点评：本题考查了制备实验方案的设计，该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力，提高学生的学科素养．该题的关键是明确物质的性质及发生的化学反应，并能灵活运用即可．