问题 填空题

(17分)过氧化钙(CaO2)难溶于水,在常温下稳定,在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气,用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂及封闭胶泥的快干剂,在食品、牙粉、化妆品等制造中用作添加剂。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。

请回答下列问题:

(1)操作①中应包括                       用氨水调节pH至8~9的目的是______________。

(2)若测得滤液C中c(CO)=2.50×10-4 mol·L-1,则Ca2_ _____(填“是”或“否”)沉淀完全。[已知c(Ca2)≤10-5 mol·L-1可视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]

(3)若在滤液C中,加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3,则酸化后溶液中,c(NH)        c(NO) (填 > 、< 或 = ),(NH4)2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为               

(4)在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应,写出该反应的化学方程式:_______________,一段时间后,再加入氢氧化钠溶液,当调节溶液pH至9~11,才出现大量沉淀。用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9~11的原因_________________________。

(5)写出CaO2与H2O反应的化学方程式                                      

答案

(1)溶解、过滤、蒸发结晶(3分);除去Fe3或使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀被除去(2分)

(2)否(2分)

(3)<(2分)  c(NH4+)>c(CO32‾)>c(OH‾)>c(H+) (2分)

(4)CaCl2+H2O2CaO2+2HCl(2分) 加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向移动,有利于CaO2沉淀的生成(2分)

(5)2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑(2分)

题目分析:(1)沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体;因大理石中的主要杂质是氧化铁,它与硝酸反应生成了Fe(NO3)3,在调节pH到8~9时,Fe3会以Fe(OH)3沉淀形式进入滤渣,从而除去了杂质离子Fe3

(2)根据离子积Ksp(CaCO3)=4.96×10-9=c(Ca2)·c(CO),得c(Ca2)=4.96×10-9/2.50×10-4 mol·L-1=1.98×10-5 mol·L-1 > 10-5 mol·L-1,没有沉淀完全。

(3)由电荷守恒:c(H)+c(NH)=c(OH)+c(NO),因c(H)>c(OH),故c(NH)<c(NO)。

(4)由CaCl2+H2O2CaO2+2HCl,加入NaOH溶液,NaOH与HCl发生中和反应,减少了生成物浓度,使上述平衡向正反应方向移动,有利于CaO2沉淀的生成。

(5)CaO2中O元素的化合价为—1价,部分化合价升高转化为O2,部分化合价降低转化为Ca(OH)2,所以化学方程式为:2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2

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