问题 填空题

(12分)过氧化钙晶体[CaO2·8H2O]较稳定,呈白色,微溶于水,能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。

Ⅰ.过氧化钙晶体的制备

工业上生产CaO2·8H2O的主要流程如下:

(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是                   

(2)沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下,其可能原因分别是                   

Ⅱ.过氧化钙晶体含量的测定

准确称取0.3000g产品于锥形瓶中,加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L-1 H2SO4,用0.0200 mol·L—1KMnO4标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H2O2和KMnO4反应的离子方程式为2MnO4+5 H2O2+6H+ =2Mn2++5O2↑+8H2O

(3)滴定终点观察到的现象为          

(4)根据表1数据,计算产品中CaO2·8H2O的质量分数(写出计算过程)

滴定次数样品的质量/gKMnO4溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL
10.30001.0224.04
20.30002.0025.03
30.30000.2023.24
                                   

答案

(1)CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl (2分)

(2)①温度低可减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率(或防止过氧化氢的分解)(2分)

(3)当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变浅红色,且30s不褪色(2分)

(4)82.91%

5(CaO2·8H2O)~5H2O2~2KMnO4(1分)

n(CaO2·8H2O)=n(KMnO4)

×0.0200 mol·L—1×23.03mL×10—3L·mL1(1分)

=1.151×10—3 mol(1分)

CaO2·8H2O的质量分数为:×100%=82.91%(1分)

题目分析:(1)写化学方程式要从反应物和生成物入手,先确定是否是氧化还原反应,从流程是看出反应物是CaCl2、H2O2和NH3,生物是CaO2·8H2O,根据质量守恒定律可知另一种生物是NH4Cl,在这个反应中元素化合价没有发生变化,所以不是氧化还原反应,先写出CaCl2+H2O2+NH3——CaO2·8H2O↓+NH4Cl,再根据观察法进行配平,最后确定反应物还需要水参加反应。

(2)题目提供的条件是冰水控制温度在10℃以下,首先容易想到的是减少过氧化氢的分解。

(3)根据酸碱滴定原理,利用酸碱指示剂变色来确定滴定终点,本题是用酸性KMnO4来氧化H2O2,因为紫红色KMnO4溶液作氧化剂,会被还原成无色的Mn2+,所以不需要另加酸碱指示剂来确定滴定终点,当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变浅红色,且30s不褪色时,即可认定到达滴定终点。

(4)多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生,起始物与目标物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解,从而简化运算过程。

根据表格1所提供的数据,首先要算出三次滴定消耗的KMnO4的平均值为23.03mL,

2MnO4+5 H2O2+6H+ =2Mn2++5O2↑+8H2O

CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl

再根据这两个方程式得出MnO4与CaO2·8H2O的关系,

n(CaO2·8H2O)=n(KMnO4)

×0.0200 mol·L—1×23.03mL×10—3L·mL1(1分)

=1.151×10—3 mol(1分)

CaO2·8H2O的质量分数为:×100%=82.91%

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