Question

过氧化钙(CaO₂)是一种白色晶体，能潮解，难溶于水，可与水缓慢反应，不溶于乙醇，易与酸反应，常用作杀菌剂、防腐剂等。根据题意，回答相关问题。

I．CaO₂晶体的制备：CaO₂晶体通常可利用CaCl₂在碱性条件下与H₂O₂反应制得。某化学兴趣小组在实验室制备CaO₂的实验方案和装置示意图如下：

(1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为___________。

(2)冷水浴的目的是__；步骤③中洗涤CaO₂·8H₂O的实验操作方法是__

Ⅱ．CaO₂含量的测定：测定CaO₂样品纯度的方法是：称取0.200g样品于锥形瓶中，加入50mL水和15mL2mol·L^-lHCl，振荡使样品溶解生成过氧化氢，再加入几滴MnCl₂稀溶液，立即用0.0200mol·L^-lKMnO₄标准溶液滴定到终点，消耗25.00mL标准液。

(3)上述过程中使用稀盐酸而不使用稀硫酸溶解样品的原因是______；滴定前加入MnCl₂稀溶液的作用可能是______。

(4)滴定过程中的离子方程式为____，样品中CaO₂的质量分数为____。

(5)实验I制得的晶体样品中CaO₂含量偏低的可能原因是：_______。

Answer

CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl 该反应放热，防止温度升高导致H2O2分解和氨水中氨气挥发 向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀，待乙醇流尽后，重复操作2～3次 生成的硫酸钙为微溶物，覆盖在样品表面，阻止反应进一步进行 催化作用 45.0% 部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2 、部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全

【解析】

(1)根据氧化还原反应和原子守恒规律书写反应方程式；

(2) 根据H2O2受热易分解，氨水受热易挥发分析解答本题；

(3)过根据氧化钙(CaO2)是一种白色晶体，易与酸反应的性质进行分析解答；

(4)根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒进行解答；

(5)因为部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2，部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全导致样品中CaO2含量偏低。

(1)由题可知，三颈烧瓶中CaCl2在碱性条件下与H2O2发生反应生成CaO2·8H2O，据原子守恒可知，该反应化学方程式为：CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl，故答案：CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl；
(2) H2O2受热易分解，氨水受热易挥发，该反应为放热反应，H2O2和氨水的热稳定性都较差，温度过高会导致其分解，影响产量和化学反应速率；因过氧化钙可与水缓慢反应，不溶于乙醇，因此可选用乙醇进行洗涤，实验室洗涤沉淀的操作为：向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀，待乙醇流尽后，重复操作2~3次，故答案为：该反应放热，防止温度升高导致H2O2分解和氨水中氨气挥发；向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀,待乙醇流尽后,重复操作2~ 3次；
(3)若选用稀硫酸则CaO2与稀硫酸反应生成微溶物CaSO4会覆盖在样品表面，使反应难以持续进行， MnCl2对该反应具有催化作用，可加快化学反应速率，故答案为：生成微溶物CaSO4会覆盖在样品表面，使反应难以持续进行；催化作用；
(4)滴定过程中酸性高锰酸钾与双氧水反应, Mn元素化合价从+7价降低至+2价，H2O2中O元素从-1价升高至0价，根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平该离子方程式为：；滴定过程中消耗高锰酸钾的物质的量n=25  10-3L 0.02mol/L= 510- 4 mol，根据守恒关系可知：n(H2O2)= n(CaO2) = 2.5n(KMnO4)= 1.2510-3mol，样品中CaO2的质量分数w(CaO2)= 100%= 45%，故答案为： ；45%；

(5)部分CaCl2溶液与浓氨水反应导致反应物未完全转化，同时还会导致最终固体中含有部分Ca(OH)2杂质，会使CaO2含量偏低；部分CaO2与水能反应生成微溶物Ca(OH)2会导致生成的CaO2含量偏低；烘烤CaO2·8H2O失水不够完全导致固体质量偏大，最终导致计算CaO2含量偏低，故答案为：部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2，部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全。