Question

17．過氧化鈣（CaO₂）是一種白色、無毒、難溶于水的固體，能殺菌消毒，廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面．工業生產過程如下：
①在NH₄Cl溶液中加入Ca（OH）₂；
②不斷攪拌的同時加入30% H₂O₂，反應生成CaO₂•8H₂O沉淀；
③經過陳化、過濾，水洗得到CaO₂•8H₂O，再脫水干燥得到CaO₂．
完成下列填空
（1）第①步反應的化學方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂．
第②步反應的化學方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl．
（2）可循環使用的物質是NH₄Cl．
工業上常采用Ca（OH）₂過量而不是H₂O₂過量的方式來生產，這是因為H₂O₂價格較高且易分解，堿性條件下抑制CaO₂•8H₂O溶解．
（3）檢驗CaO₂•8H₂O是否洗凈的方法是取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察溶液是否產生白色沉淀，如果產生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈．
（4）CaO₂•8H₂O加熱脫水的過程中，需不斷通入不含二氧化碳的氧氣，
目的是防止過氧化鈣和水反應、防止過氧化鈣分解．
（5）已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．如圖是實驗室測定產品中CaO₂含量的裝置（夾持裝置省略）．

若所取產品質量是m g，測得氣體體積為V mL（已換算成標準狀況），則產品中CaO₂的質量分數為$\frac{9V}{14m}$%（用字母表示）．
過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質量和反應后固體質量．

Answer 1

分析 （1）第①步中氯化銨和氫氧化鈣發生復分解反應生成一水合氨和氯化鈣；
第②步反應中，氯化鈣、雙氧水、一水合氨和水反應生成CaO₂•8H₂O和氯化銨；
（2）第①步中氯化銨參加反應、第②步中生成氯化銨；
H₂O₂價格較高且易分解；
（3）實驗室用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗；
（4）CaO₂能和水反應，氧氣能抑制CaO₂分解；
（5）根據過氧化鈣和氧氣之間的關系式計算；
過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質量和反應后固體質量．

解答 解：（1）第①步中氯化銨和氫氧化鈣發生復分解反應生成一水合氨和氯化鈣，反應方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂；
第②步反應中，氯化鈣、雙氧水、一水合氨和水反應生成CaO₂•8H₂O和氯化銨，反應方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂=2NH₃•H₂O+CaCl₂；CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄Cl；
（2）第①步中氯化銨參加反應、第②步中生成氯化銨，所以可以循環使用的物質是NH₄Cl；
H₂O₂價格較高且易分解，堿性條件下抑制CaO₂•8H₂O溶解，所以工業上常采用Ca（OH）₂過量而不是H₂O₂過量的方式來生產；
故答案為：NH₄Cl；H₂O₂價格較高且易分解，堿性條件下抑制CaO₂•8H₂O溶解；
（3）實驗室用硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗，如果沉淀沒有洗滌干凈，向洗滌液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液應該有白色沉淀，其檢驗方法是：取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，如果產生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌上清液，然后向洗滌液中加入少量硝酸酸化的硝酸銀溶液，觀察溶液是否產生白色沉淀，如果產生白色沉淀就證明沒有洗滌干凈，否則洗滌干凈；
（4）CaO₂能和水反應生成氫氧化鈣和氧氣，CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂，所以通入氧氣能抑制超氧化鈣分解；
故答案為：防止過氧化鈣和水反應、防止過氧化鈣分解；
（5）設超氧化鈣質量為x，
2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑
144g            22.4L
x              10^-3VL
144g：22.4L=x：10^-3VL
x=$\frac{144g×1{0}^{-3}VL}{22.4L}$=$\frac{144V}{22400}$g=$\frac{9V}{1400}g$，
其質量分數=$\frac{\frac{9V}{1400}g}{mg}×100%$=$\frac{9V}{14m}$%，
過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有樣品質量和反應后固體質量，
樣品質量和反應后固體質量，
故答案為：$\frac{9V}{14m}$%；樣品質量和反應后固體質量．

點評 本題考查制備實驗方案評價，為高頻考點，側重考查離子檢驗、化學反應方程式的書寫、物質含量測定等知識點，明確實驗原理及物質性質是解本題關鍵，難點是題給信息的挖掘和運用．