Question

19．過氧化鈣可以用于改善地表水質、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應急供氧等．實驗室可用工業碳酸鈣（含MgCO₃、FeCO₃等雜質）制取純凈的碳酸鈣，然后再用純的碳酸鈣制取過氧化鈣，其主要流程如下：

已知：CaO₂•8H₂O呈白色微溶于水，加熱至350℃左右開始分解放出氧氣，425℃分解完全．
（1）寫出反應①中氧化還原反應的離子方程式：3FeCO₃+10H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+3CO₂↑+5H₂O．
（2）向反應①后的溶液中加濃氨水的目的是：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺（用方程式表示）
（3）反應②常用冰水控制溫度在0℃左右，其可能原因是（寫出兩種）：①防止H₂O₂分解，提高其利用率；②降低CaO₂•8H₂O溶解度，提高產率．
（4）測定產品中CaO₂的含量的實驗步驟是
第一步：準確稱取a g產品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體，再滴入少量2mol/L的H₂SO₄溶液，充分反應．
第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液．
第三步：逐滴加入濃度為c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反應完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL．已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-．
某同學第一步和第二步的操作都很規范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO₂的質量分數可能偏高（填“不受影響”“偏低”或“偏高”），原因是在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高．

Answer 1

分析 碳酸鈣、碳酸鎂與稀硝酸反應生成硝硝酸鈣、硝酸鎂與二氧化碳，碳酸亞鐵與稀硝酸反應生成硝酸鐵、二氧化碳、NO，溶液中加入濃氨水，鎂離子、鐵離子轉化為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀，過濾除去，濾液中加入碳酸銨將硝酸鈣轉化為碳酸鈣，過濾分離得到碳酸鈣，再與鹽酸反應生成氯化鈣，在加入過氧化氫、氨氣得到反應得到CaO₂，溶液冷卻結晶得到CaO₂•8H₂O，副產品中含有氯化銨，
（1）反應①中只有FeCO₃與硝酸反應是氧化還原反應生成硝酸鐵、一氧化氮、二氧化碳和水；
（2）加入氨水使Mg²⁺、Fe³⁺沉淀完全生成氫氧化鎂沉淀、氫氧化鐵沉淀；
（3）H₂O₂受熱易分解，采用冰水控制溫度在0℃左右，防止其分解，提高利用率，同時溫度低能降低CaO₂•8H₂O溶解度，提高產率；
根據電子轉移守恒及題中反應方程式，可得關系式：CaO₂～I₂～2S₂O₃^2-，設樣品中CaO₂的質量分數為x，根據關系式列方程計算；
（4）逐滴加入濃度為c mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反應完全，操作慢空氣中氧氣也可以氧化KI溶液生成碘單質消耗的Na₂S₂O₃增多．

解答 解：碳酸鈣、碳酸鎂與稀硝酸反應生成硝硝酸鈣、硝酸鎂與二氧化碳，碳酸亞鐵與稀硝酸反應生成硝酸鐵、二氧化碳、NO，溶液中加入濃氨水，鎂離子、鐵離子轉化為氫氧化鎂、氫氧化鐵沉淀，過濾除去，濾液中加入碳酸銨將硝酸鈣轉化為碳酸鈣，過濾分離得到碳酸鈣，再與鹽酸反應生成氯化鈣，在加入過氧化氫、氨氣得到反應得到CaO₂，溶液冷卻結晶得到CaO₂•8H₂O，副產品中含有氯化銨，
（1）反應①中只有FeCO₃與硝酸反應是氧化還原反應生成硝酸鐵、一氧化氮、二氧化碳和水，反應方程式為：3FeCO₃+10H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+3CO₂↑+5H₂O，
故答案為：3FeCO₃+10H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+3CO₂↑+5H₂O；
（2）加入氨水使Mg²⁺、Fe³⁺沉淀完全，反應的離子方程式為：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案為：Mg²⁺+2NH₃•H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺，Fe³⁺+3NH₃•H₂O=Fe（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（3）H₂O₂受熱易分解，采用冰水控制溫度在0℃左右，防止其分解，提高利用率，同時溫度低能降低CaO₂•8H₂O溶解度，提高產率，
故答案為：防止H₂O₂分解，提高其利用率；降低CaO₂•8H₂O溶解度，提高產率；
（4）某同學第一步和第二步的操作都很規范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO₂的質量分數可能偏高，因為在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高；
故答案為：偏高；在酸性條件下空氣中的O₂也可以把KI氧化為I₂，使消耗的Na₂S₂O₃增多，從而使測得的CaO₂的質量分數偏高．

點評 本題考查化實驗制備化工流程、反應原理、氧化還原反應滴定應用、有關圖象的計算等有關問題，是對學生綜合能力的考查，難度中等．