Question

4．過氧化鈣是一種新型的多功能無機化工產品，常溫下是無色或淡黃色粉末，易溶于酸．難溶于水、乙醇等溶劑．某實驗小組在實驗室用鈣鹽制取Ca0₂•8H₂O沉淀（該反應是一個放熱反應）．

（1）儀器X的名稱是分液漏斗．將如圖1裝置A與B連接后要檢查氣密性，檢查氣密性的方法為將長頸漏斗的下口插入水中用手捂試管在管口有氣泡產生，松手后形成一段穩定的水柱
（2）儀器B的作用是防倒吸．
（3）A為實驗室制取氨氣的裝置，寫出A中發生反應的化學方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（4）制取CaO₂•8H₂O一般在0～5℃的低溫下進行，原因是低于0℃，液體易凍結，反應困難，溫度較高，過氧化氫分解速率加快．生成CaO₂•8H₂0的化學方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O．
（5）2.76g CaO₂•8H₂O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫度變化的曲線，140℃時完全脫水，雜質受熱不分解）如圖2所示．
①試確定60℃時CaO₂•xH₂O中x=2．
②該樣品中CaO₂的質量分數為26.09%．

Answer 1

分析 （1）根據X的特征可知為分液漏斗；將長頸漏斗的下口插入水中，利用氣體熱脹冷縮進行檢驗；
（2）氨氣極易溶于水，防止倒吸；
（3）實驗室中用氯化銨和氫氧化鈣固體制取氧氣；
（4）低于O℃，液體易凍結，反應困難，溫度過高，過氧化氫分解速率加快；
CaCl₂與H₂O₂、NH₃、H₂O反應生成CaO₂•8H₂O與NH₄Cl；
（5）①140℃時完全脫水，雜質受熱不分解，結合樣品總質量計算出結晶水的總質量、物質的量，從而得出樣品中CaO₂•8H₂O物質的量，再根據60℃時固體的質量計算出失去結晶水的質量、物質的量，進而計算出CaO₂•xH₂O中的x；
②根據①計算出的樣品中CaO₂的物質的量，根據m=nM計算出其質量，再計算出樣品中CaO₂•8H₂O的純度．

解答 解：（1）根據X的特征可知X為分液漏斗；將長頸漏斗的下口插入水中用手捂試管在管口有氣泡產生，松手后形成一段穩定的水柱，
故答案為：分液漏斗；將長頸漏斗的下口插入水中用手捂試管在管口有氣泡產生，松手后形成一段穩定的水柱；
（2）A中產生的氨氣極易溶于C中，B裝置可以防倒吸，
故答案為：防倒吸；
（3）實驗室中用氯化銨和氫氧化鈣固體制取氧氣，反應方程式為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（4）由于低于0℃，液體易凍結，反應困難，而溫度較高，過氧化氫分解速率加快，所以制取CaO₂•8H₂O一般在0℃～5℃的低溫下進行；
生成CaO₂•8H₂0的化學方程式為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O，
故答案為：低于0℃，液體易凍結，反應困難，溫度較高，過氧化氫分解速率加快；CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O；
（5）①140℃時完全脫水，雜質受熱不分解，則樣品中CaO₂•8H₂O含有的結晶水的總質量為：2.76g-1.32g=1.44g，結晶水的物質的量為：$\frac{1.44g}{18g/mol}$=0.08mol，原樣品中含有CaO₂•8H₂O的物質的量為：$\frac{0.08mol}{8}$=0.01mol，
60℃時固體的質量為1.68g，失去結晶水的質量為：2.76g-1.68g=1.08g，失去結晶水的物質的量為：$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol，故60℃時CaO₂•xH₂O中x=$\frac{0.08mol-0.6mol}{0.01mol}$=2，
故答案為：2；
②根據①可知CaO₂•8H₂O的物質的量為0.01mol，則CaO₂的物質的量也是0.01mol，其質量為：72g/mol×0.01mol=0.72g，樣品中CaO₂的純度為：$\frac{0.72g}{2.76g}$×100%≈26.09%，
故答案為：26.09%．

點評 本題考查實驗方案的設計、物質組成及含量測定計算，題目難度中等，充分考查學生的分析理解能力、知識遷移應用能力．