Question

过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属元素废水和治理赤潮，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___。

(2)检验“水洗”操作滤液中是否含Cl^-，的正确操作是___。

(3)沉淀时常用冰水控制温度在0℃左右有利于提高CaO₂·8H₂O产率，其可能原因是(写出两种)①___；②___。

(4)测定产品中CaO₂含量的实验步骤：

第一步：准确称取ag产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的bgKI晶体，

再滴入少量2mol·L^-1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cmol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液

VmL。(已知：I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-)

①CaO₂的质量分数为___(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___(填“不变”、“偏低”或“偏高”)，原因是___。

Answer

CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl 取最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，看是否产生白色沉淀 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的产率 ×100% 偏高 滴速太慢，S2O在滴定过程中被氧气氧化

【解析】

根据流程图可得，氯化钙溶于水后，通入氨气和30%的双氧水反应，CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl，过滤后得到副产品NH4Cl，沉淀为CaO2·8H2O，对沉淀先用水洗除去表面的杂质，再用乙醇洗，最后放入烤箱中控制烤箱的温度低于350℃进行烘干得到产品过氧化钙，据此分析解答。

(1)本实验的目的是制备CaO2·8H2O固体，根据分析，流程中的沉淀应为CaO2·8H2O，根据质量守恒判断还应有NH4Cl生成，反应的化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；

(2)滤液中含有大量的Cl－，为将沉淀洗涤干净，应充分洗涤，根据检验Cl－的方法，可用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验。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的产率；

(4)①根据实验操作，CaO2将KI氧化成碘单质，发生反应的化学方程式为：CaO2＋2KI＋2H2SO4=I2＋CaSO4＋K2SO4＋2H2O；根据反应的离子方程式：CaO2＋4H＋＋2I－=Ca2＋＋2H2O＋I2，I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-，可得关系式：CaO2～2S2O32-，则CaO2的质量为=0.036cVg，CaO2的质量分数为×100%；

②S2O32-有还原性，由于滴速太慢，S2O32-在滴定过程中被氧气氧化导致消耗体积偏大，从CaO2的质量分数的表达式可知使计算结果偏高。