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 ℃以下和通入过量的NH3,其可能原因分别是①__________________________;②_____________________________。
Ⅱ.过氧化钙晶体含量的测定。
准确称取0.300 0 g产品于锥形瓶中,加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L-1 H2SO4,用0.020 0 mol·L-1 KMnO4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-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
滴定终点观察到的现象为_______________________________________。
(4)根据表中数据,计算产品中CaO2·8H2O的质量分数(写出计算过程)。
KMnO4标准溶液滴定数据
滴定次数 | 样品的质量/g | KMnO4溶液的体积/mL | |
滴定前刻度/mL | 滴定后刻度/mL | ||
1 | 0.300 0 | 1.02 | 24.04 |
2 | 0.300 0 | 2.00 | 25.03 |
3 | 0.300 0 | 0.20 | 23.24 |
Ⅰ.(1)CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl (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通入过量NH3使溶液呈碱性,抑制CaO2·8H2O的溶解(或使溶液呈碱性,减少CaO2·8H2O的溶解,或提高产品的产率)
Ⅱ.(3)当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变为浅紫红色,且30 s不褪色
(4)根据反应方程式2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O和CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,构建比例式:
5(CaO2·8H2O)~5H2O2~2KMnO4
n(CaO2·8H2O)=n(KMnO4)=
×0.020 0 mol·L-1×23.03 mL×10-3 L·mL-1=1.151 5×10-3 mol
CaO2·8H2O的质量分数=×100%=82.91%。
(1)根据流程图中的箭头指向,确定反应物有CaCl2、H2O2、NH3,产物有CaO2·8H2O,利用反应前后元素守恒,确定另一反应为H2O、副产物为NH4Cl,故反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl。(2)30%H2O2受热易分解,因此沉淀时常用冰水控制温度在10 ℃以下减少过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率,由于通入NH3的步骤为“沉淀”,所以通入过量NH3使溶液呈碱性,抑制CaO2·8H2O的溶解,促使其沉淀。(3)由于用0.020 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液(紫色)进行滴定,所以滴定终点观察到的现象为当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后溶液由无色变为浅紫红色,且30 s内不褪色。