Question

【題目】過氧化鈣可用于治理赤潮、應急供氧等。已知：過氧化鈣，為白色或淡黃色結晶粉末，難溶于水，不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，常溫下干燥品很穩定，能溶于稀酸生成過氧化氫。某小組同學探究過氧化鈣的制法和性質：

(1)甲、乙兩位同學設計的過氧化鈣實驗室制法如下，其中產率較低的是______(填A、B)

方法A Ca (OH)2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2H2O

方法B CaCl2 (s) + H2O2 CaO2 (s) + 2HCl

方法A所得產品中純度不高，所含雜質主要是 ___________(填化學式)

如果不加入穩定劑，則兩種方法都需在5℃以下進行實驗，原因可能是______________。

(2)丙同學認為CO2、SO2與過氧化鈣的反應原理相同，丁同學認為SO2具有較強的還原性，而CO2沒有，故而反應原理不相同。他們設計了如下實驗裝置，通過測量裝置E中所得氣體體積判斷反應情況：

①試劑B的作用是____________________。

②若實驗中SO2足量，且與過氧化鈣充分反應，取反應后的固體進行探究，以驗證過氧化鈣與SO2反應的生成物。若SO2未被氧化，則反應的化學方程式為：______________________________。

③裝置E中收集到的氧氣體積為V L(已換算成標準狀況下)，若SO2完全被氧化，則V =______。

(3)某工廠利用電石渣(主要成分為氫氧化鈣)生產過氧化鈣的生產流程如下：

用上述方法制備過氧化鈣(CaO2·8H2O)，攪拌步驟的化學方程式是______________。

②某小組釆用單變量法確定溫度、H2O2濃度對產率的影響，結果如下，則實際生產應選擇的適宜條件為__________。

H2O2 %	30%		25%		20%		15%		10%		5%
產率	60.40		62.42		64.54		63.20		63.10		62.40
溫度(℃)		50		40		30		20		10		0
產率		43.24		52.80		64.54		63.80		60.45		52.40

Answer 1

【答案】B Ca(OH)2 反應放熱，使平衡向左移動，另外過氧化氫受熱分解 吸收未反應的SO2 2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2 0 CaCl2+H2O2+2NH3H2O+6H2O=CaO28H2O↓+2NH4Cl 溫度為30℃、H2O2濃度為20%

【解析】

(1) 過氧化鈣難溶于水，能溶于稀酸生成過氧化氫；根據反應物是否全部反應判斷CaO2中含有的雜質，由于反應是放熱反應，需要在較低溫度下反應，另外H2O2不穩定，受熱易分解；

(2)①SO2與CaO2反應生成的氣體中可能混有未反應的SO2，需要利用試劑B除去；

②若SO2未被氧化，則SO2和過氧化鈣反應生成亞硫酸鈣和氧氣；

③若SO2完全被氧化，則全部變為硫酸鈣；

(3)主要成分為Ca(OH)2的電石渣與NH4Cl混合后得到CaCl2和NH3H2O，再加入H2O2和穩定劑，攪拌得到CaO28H2O，過濾、洗滌并干燥后得到產品；根據反應流程得出反應方程式，根據實際數據得出實際生產應選擇的適宜條件。

(1)過氧化鈣難溶于水，能溶于稀酸生成過氧化氫，因此甲、乙兩位同學設計的過氧化鈣實驗室制法中方法B生成的CaO2要與HCl反應，導致產率低，故答案為B；方案A所得產品中純度不高，主要是含有未反應的氫氧化鈣；如果不加入穩定劑，則兩種方法都需在5℃以下進行實驗，原因可能是：①兩個反應都是放熱反應，為提高產率，促進平衡正向移動，則均需要在較低溫度下進行，②避免H2O2在較高溫度下分解；

(2)①反應生成的氣體中可能混有未反應的SO2，需要利用試劑B除去，則試劑B的作用是吸收未反應的SO2；

②若SO2未被氧化，則二氧化硫和過氧化鈣反應生成亞硫酸鈣和氧氣，發生反應的化學方程式為2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2；

③若SO2完全被氧化，則全部變為硫酸鈣，發生反應的化學方程式為CaO2+SO2=CaSO4，則沒有氧氣生成，即V=0；

(3)①根據反應流程可知，混合后得到CaCl2和NH3H2O的混合液，CaCl2和NH3H2O與H2O2混合攪拌生成CaO28H2O，則發生反應的化學方程式為CaCl2+H2O2+2NH3H2O+6H2O=CaO28H2O↓+2NH4Cl；

②根據表中數據可知溫度為30℃、H2O2濃度為20%時CaO2·8H2O的產率最高，則實際生產應選擇的適宜條件為溫度為30℃、H2O2濃度為20%。