Question

16．過氧化鈣（CaO₂）是一種對環境友好的多功能無機化合物，某實驗小組在實驗室用兩種方法制取CaO₂．
【查閱資料】
從溶液中制得的過氧化鈣含有結晶水，其結晶水合物化學式為CaO₂•8H₂O，在140～200℃脫水干燥，即得過氧化鈣成品．加熱至350℃左右，過氧化鈣迅速分解，生成氧化鈣，并放出氧氣．過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣．
【進行實驗】
甲組：由雞蛋殼（含碳酸鈣高達90%）為原料最終反應制得，其制備流程如圖1所示，其中雞蛋殼的預處理主要是除去碳酸鈣以外的大部分雜質．

（1）氣體X是二氧化碳，兩次加水發生的都是化合反應，寫出相關反應方程式CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．   CaO₂•8H₂O實際獲得的產品不純，主要含有的固體雜質是Ca（OH）₂．
乙組：由氨氣、雙氧水、氯化鈣為原料，制得CaO₂•8H₂O沉淀，同時產生副產品氯化氫，反應裝置如圖2所示．

（2）裝置A加熱的是熟石灰和硫酸銨，寫出該反應的化學方程式Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化學方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．則Y的化學式NH₄Cl，該反應一般在0～5℃的低溫下進行，溫度不能過高的原因是氨水受熱會加劇揮發．
【定性測定】
（4）產品性質測定：甲組取產品充分加熱，可用帶火星的木條 檢驗產生的氣體．乙組取產品加水，滴入無色酚酞溶液，酚酞變紅，說明產品加水后生成堿性物質．若需得到同樣的結論，甲組能（填“能”或“不能”）采用與乙組相同的方法．
【定量測定】
（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3所示．
①試確定CaO₂•8H₂O樣品中結晶水的質量=1.44g．
②該樣品中CaO₂•8H₂O的質量分數78.3%．（寫出計算過程）
【交流討論】
（6）對于上述兩種制取CaO₂•8H₂O的方法有關評價合理的是C（填序號）．
A．理論上甲組反應的原子利用率達100%，符合綠色化學理念
B．在原料充分轉化的前提下，甲組的CaO₂•8H₂O沉淀過濾后不用洗滌，操作簡便
C．乙組產生的副產品氯化氫可能會影響CaO₂的產率．

Answer 1

分析 根據給出的轉化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

解答 解：
（1）由于氣體X是高溫煅燒碳酸鈣得到，所以氣體X是 二氧化碳，兩次加水發生的都是化合反應，其一是氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，其二是氧化鈣和過氧化氫以及水反應生成CaO₂.8H₂O，對應的化學方程式依次為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．由于過程中氧化鈣遇到了水生成氫氧化鈣，所以 CaO₂•8H₂O實際獲得的產品不純，主要含有的固體雜質是 Ca（OH）₂．
（2）裝置A加熱的是熟石灰和硫酸銨，生成硫酸鈣和氨氣以及水，對應的化學方程式 Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化學方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．根據質量守恒定律可得，Y的化學式 NH₄Cl．該反應一般在0～5℃的低溫下進行，由于過程中加入了氨水，氨水是氨氣溶解于水形成的溶液，所以溫度升高會導致氣體溶解度降低而揮發出來，所以溫度不能過高的原因是氨水受熱會加劇揮發．
（4）產品性質測定：甲組取產品充分加熱，由于信息提示為“加熱至350℃左右，過氧化鈣迅速分解，生成氧化鈣，并放出氧氣”，而檢驗氧氣一般使用帶火星的木條，所以可用帶火星的木條檢驗產生的氣體．乙組取產品加水，根據信息提示“過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣”，生成物為堿性的氫氧化鈣，所以滴入無色酚酞溶液，酚酞變紅．由于甲組加熱后生成了氧化鈣，而氧化鈣遇到無色酚酞溶液，能和水反應得到堿性的氫氧化鈣，使酚酞變紅，所以若需得到同樣的結論，甲組能采用與乙組相同的方法．
 （5）由圖可以看出失去的結晶水的質量為2.76g-1.32g=1.44g．
設樣品中CaO₂•8H₂O的質量為x
CaO₂•8H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂+8H₂O
216                             144
x                                 1.44g
$\frac{216}{144}$=$\frac{x}{1.44g}$
x=2.16g
樣品中CaO₂•8H₂O的質量分數為$\frac{2.16g}{2.76g}$×100%≈78.3%
答：①CaO₂•8H₂O樣品中結晶水的質量=1.44g．
②該樣品中CaO₂•8H₂O的質量分數 78.3%．
（6）
A．由于甲組實驗中生成二氧化碳氣體，之后的反應中沒有二氧化碳的參與，所以甲組反應的原子利用率不是100%．錯誤；
B．在原料充分轉化的前提下，由于甲組中生成了氫氧化鈣等雜質，所以甲組的CaO₂•8H₂O沉淀過濾后需要洗滌．錯誤；
C．乙組產生的副產品氯化氫由于會和產品反應，所以可能會影響CaO₂的產率．正確．
故選：C．
故答案為：
【進行實驗】
 （1）二氧化碳；CaO+H₂O═Ca（OH）₂； CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O；  Ca（OH）₂．
（2）Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）NH₄Cl；氨水受熱會加劇揮發．
（4）帶火星的木條；能．
（5）①1.44．
②78.3%；
（6）C．

點評 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時先看解答的問題是什么，然后帶著問題去讀給出的圖進而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問題實際上與復雜的轉化圖相比，其實很簡單很基礎，或者可以說轉化圖提供的是情境，考查基本知識．