Question

【題目】甲酸鈣廣泛用于食品、化工、石油等工業生產上，300～400℃左右分解。

Ⅰ、實驗室制取的方法之一是：Ca(OH)2+2HCHO + H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2↑。實驗室制取時，將工業用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質量分數為30-70%的過氧化氫溶液中（投料物質的量之比依次為1∶2∶1.2），最終可得到質量分數98%以上且重金屬含量極低的優質產品。

（1）過氧化氫比理論用量稍多，其目的是__________。

（2）反應溫度最好控制在30-70℃之間，溫度不易過高，其主要原因是__________。

（3）制備時在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發生副反應外，還要加入少量的Na2S溶液，加硫化鈉的目的是__________。

（4）實驗時需強力攪拌45min，其目的是__________；結束后需調節溶液的pH 7～8，其目的是__________。最后經結晶分離、干燥得產品。

Ⅱ、某研究性學習小組用工業碳酸鈣(主要成分為CaCO3；雜質為：Al2O3、FeCO3) 為原料，先制備無機鈣鹽，再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣。結合如圖幾種物質的溶解度曲線及表中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)，現提供的試劑有：A．甲酸鈉，B．5mol·L－1硝酸，c．5mol·L－1鹽酸，d．5mol·L－1硫酸，e．3%H2O2溶液，f.澄清石灰水。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1．1	3．2
Al3＋	3．0	5．0
Fe2＋	5．8	8．8

請補充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣的實驗步驟：

步驟1.稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水，配成溶待用，并稱取研細的碳酸鈣樣品10g待用。

步驟2．_________。

步驟3．_________。

步驟4．過濾后，將濾液與甲酸鈉溶液混合，調整溶液pH 7～8，充分攪拌，所得溶液經蒸發濃縮、__________、洗滌、60℃時干燥得甲酸鈣晶體。

Answer 1

【答案】使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產品純度防止H2O2分解和甲醛揮發除去重金屬離子（使重金屬離子形成硫化物沉淀除去）使反應物充分接觸，提高產率防止甲酸鈣水解（或除去甲酸）用稍過量硝酸溶解碳酸鈣樣品用石灰水調節溶液pH為 5趁熱過濾

【解析】

I.（1）過氧化氫用量較多，為了使甲醛充分反應，提高甲醛的利用率；（2）溫度不宜過高，因為過氧化氫受熱易分解，且甲醛容易揮發，造成原料的浪費；（3）題干中指出得到重金屬含量極低的優質產品，因此加入硫化鈉的作用是讓重金屬陽離子轉化成難溶的硫化物，除去重金屬離子；（4）攪拌的目的使反應物充分接觸，使其反應完全，提高產率；甲酸鈣是強堿弱酸鹽，HCOO－水解，因此調節pH的目的使抑制HCOO－的水解；II.步驟2得到可溶的含鈣溶液，因為硫酸鈣微溶于水，因此不能選用硫酸，硝酸鈉溶解度受溫度的影響較大，容易除去，因此碳酸鈣中加入稍微過量硝酸溶解，即步驟2：用稍過量的硝酸溶解碳酸鈣樣品；碳酸鈣中含有Al2O3和FeCO3雜質，因為步驟2中加入硝酸，硝酸把Fe2＋氧化成Fe3＋，因此步驟3是除去雜質離子Al3＋和Fe3＋，根據表格數據，調節pH除去Al3＋和Fe3＋，引入的物質的不能引入新的雜質，應加入含Ca的物質，根據所給藥品，應加入石灰水，調節pH到5，步驟3：用石灰水調節溶液pH為5；甲酸鈣的溶解度較低，因此采用蒸發濃縮，趁熱過濾的方法得到。