Question

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

（1）氣體X是二氧化碳，兩次加水發(fā)生的都是化合反應(yīng)，寫出相關(guān)反應(yīng)方程式CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．   CaO₂•8H₂O實(shí)際獲得的產(chǎn)品不純，主要含有的固體雜質(zhì)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(shí)產(chǎn)生副產(chǎn)品氯化氫，反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化學(xué)方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．則Y的化學(xué)式NH₄Cl，該反應(yīng)一般在0～5℃的低溫下進(jìn)行，溫度不能過(guò)高的原因是氨水受熱會(huì)加劇揮發(fā)．
【定性測(cè)定】
（4）產(chǎn)品性質(zhì)測(cè)定：甲組取產(chǎn)品充分加熱，可用帶火星的木條 檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體．乙組取產(chǎn)品加水，滴入無(wú)色酚酞溶液，酚酞變紅，說(shuō)明產(chǎn)品加水后生成堿性物質(zhì)．若需得到同樣的結(jié)論，甲組能（填“能”或“不能”）采用與乙組相同的方法．
【定量測(cè)定】
（5）2.76g CaO₂•8H₂O樣品受熱脫水過(guò)程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線，140℃時(shí)完全脫水，雜質(zhì)受熱不分解）如圖3所示．
①試確定CaO₂•8H₂O樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量=1.44g．
②該樣品中CaO₂•8H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)78.3%．（寫出計(jì)算過(guò)程）
【交流討論】
（6）對(duì)于上述兩種制取CaO₂•8H₂O的方法有關(guān)評(píng)價(jià)合理的是C（填序號(hào)）．
A．理論上甲組反應(yīng)的原子利用率達(dá)100%，符合綠色化學(xué)理念
B．在原料充分轉(zhuǎn)化的前提下，甲組的CaO₂•8H₂O沉淀過(guò)濾后不用洗滌，操作簡(jiǎn)便
C．乙組產(chǎn)生的副產(chǎn)品氯化氫可能會(huì)影響CaO₂的產(chǎn)率．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)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(fā)生的都是化合反應(yīng)，其一是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，其二是氧化鈣和過(guò)氧化氫以及水反應(yīng)生成CaO₂.8H₂O，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式依次為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．由于過(guò)程中氧化鈣遇到了水生成氫氧化鈣，所以 CaO₂•8H₂O實(shí)際獲得的產(chǎn)品不純，主要含有的固體雜質(zhì)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(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式 Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化學(xué)方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得，Y的化學(xué)式 NH₄Cl．該反應(yīng)一般在0～5℃的低溫下進(jìn)行，由于過(guò)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(huì)導(dǎo)致氣體溶解度降低而揮發(fā)出來(lái)，所以溫度不能過(guò)高的原因是氨水受熱會(huì)加劇揮發(fā)．
（4）產(chǎn)品性質(zhì)測(cè)定：甲組取產(chǎn)品充分加熱，由于信息提示為“加熱至350℃左右，過(guò)氧化鈣迅速分解，生成氧化鈣，并放出氧氣”，而檢驗(yàn)氧氣一般使用帶火星的木條，所以可用帶火星的木條檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體．乙組取產(chǎn)品加水，根據(jù)信息提示“過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)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(wú)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(wú)色酚酞溶液，能和水反應(yīng)得到堿性的氫氧化鈣，使酚酞變紅，所以若需得到同樣的結(jié)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(jié)晶水的質(zhì)量為2.76g-1.32g=1.44g．
設(shè)樣品中CaO₂•8H₂O的質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2.16g}{2.76g}$×100%≈78.3%
答：①CaO₂•8H₂O樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量=1.44g．
②該樣品中CaO₂•8H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 78.3%．
（6）
A．由于甲組實(shí)驗(yàn)中生成二氧化碳?xì)怏w，之后的反應(yīng)中沒(méi)有二氧化碳的參與，所以甲組反應(yīng)的原子利用率不是100%．錯(cuò)誤；
B．在原料充分轉(zhuǎn)化的前提下，由于甲組中生成了氫氧化鈣等雜質(zhì)，所以甲組的CaO₂•8H₂O沉淀過(guò)濾后需要洗滌．錯(cuò)誤；
C．乙組產(chǎn)生的副產(chǎn)品氯化氫由于會(huì)和產(chǎn)品反應(yīng)，所以可能會(huì)影響CaO₂的產(chǎn)率．正確．
故選：C．
故答案為：
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
 （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(huì)加劇揮發(fā)．
（4）帶火星的木條；能．
（5）①1.44．
②78.3%；
（6）C．

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么，然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)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(wèn)題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說(shuō)轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．