Question

16．过氧化钙（CaO₂）是一种对环境友好的多功能无机化合物，某实验小组在实验室用两种方法制取CaO₂．
【查阅资料】
从溶液中制得的过氧化钙含有结晶水，其结晶水合物化学式为CaO₂•8H₂O，在140～200℃脱水干燥，即得过氧化钙成品．加热至350℃左右，过氧化钙迅速分解，生成氧化钙，并放出氧气．过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气．
【进行实验】
甲组：由鸡蛋壳（含碳酸钙高达90%）为原料最终反应制得，其制备流程如图1所示，其中鸡蛋壳的预处理主要是除去碳酸钙以外的大部分杂质．

（1）气体X是二氧化碳，两次加水发生的都是化合反应，写出相关反应方程式CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．   CaO₂•8H₂O实际获得的产品不纯，主要含有的固体杂质是Ca（OH）₂．
乙组：由氨气、双氧水、氯化钙为原料，制得CaO₂•8H₂O沉淀，同时产生副产品氯化氢，反应装置如图2所示．

（2）装置A加热的是熟石灰和硫酸铵，写出该反应的化学方程式Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化学方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．则Y的化学式NH₄Cl，该反应一般在0～5℃的低温下进行，温度不能过高的原因是氨水受热会加剧挥发．
【定性测定】
（4）产品性质测定：甲组取产品充分加热，可用带火星的木条 检验产生的气体．乙组取产品加水，滴入无色酚酞溶液，酚酞变红，说明产品加水后生成碱性物质．若需得到同样的结论，甲组能（填“能”或“不能”）采用与乙组相同的方法．
【定量测定】
（5）2.76g CaO₂•8H₂O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线，140℃时完全脱水，杂质受热不分解）如图3所示．
①试确定CaO₂•8H₂O样品中结晶水的质量=1.44g．
②该样品中CaO₂•8H₂O的质量分数78.3%．（写出计算过程）
【交流讨论】
（6）对于上述两种制取CaO₂•8H₂O的方法有关评价合理的是C（填序号）．
A．理论上甲组反应的原子利用率达100%，符合绿色化学理念
B．在原料充分转化的前提下，甲组的CaO₂•8H₂O沉淀过滤后不用洗涤，操作简便
C．乙组产生的副产品氯化氢可能会影响CaO₂的产率．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
（1）由于气体X是高温煅烧碳酸钙得到，所以气体X是 二氧化碳，两次加水发生的都是化合反应，其一是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其二是氧化钙和过氧化氢以及水反应生成CaO₂.8H₂O，对应的化学方程式依次为：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，CaO+H₂O₂+7H₂O═CaO₂.8H₂O．由于过程中氧化钙遇到了水生成氢氧化钙，所以 CaO₂•8H₂O实际获得的产品不纯，主要含有的固体杂质是 Ca（OH）₂．
（2）装置A加热的是熟石灰和硫酸铵，生成硫酸钙和氨气以及水，对应的化学方程式 Ca（OH）₂+（NH₄）₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+2NH₃↑+2H₂O．
（3）制取CaO₂•8H₂O的化学方程式：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O═CaO₂•8H₂O+2Y．根据质量守恒定律可得，Y的化学式 NH₄Cl．该反应一般在0～5℃的低温下进行，由于过程中加入了氨水，氨水是氨气溶解于水形成的溶液，所以温度升高会导致气体溶解度降低而挥发出来，所以温度不能过高的原因是氨水受热会加剧挥发．
（4）产品性质测定：甲组取产品充分加热，由于信息提示为“加热至350℃左右，过氧化钙迅速分解，生成氧化钙，并放出氧气”，而检验氧气一般使用带火星的木条，所以可用带火星的木条检验产生的气体．乙组取产品加水，根据信息提示“过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气”，生成物为碱性的氢氧化钙，所以滴入无色酚酞溶液，酚酞变红．由于甲组加热后生成了氧化钙，而氧化钙遇到无色酚酞溶液，能和水反应得到碱性的氢氧化钙，使酚酞变红，所以若需得到同样的结论，甲组能采用与乙组相同的方法．
 （5）由图可以看出失去的结晶水的质量为2.76g-1.32g=1.44g．
设样品中CaO₂•8H₂O的质量为x
CaO₂•8H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂+8H₂O
216                             144
x                                 1.44g
$\frac{216}{144}$=$\frac{x}{1.44g}$
x=2.16g
样品中CaO₂•8H₂O的质量分数为$\frac{2.16g}{2.76g}$×100%≈78.3%
答：①CaO₂•8H₂O样品中结晶水的质量=1.44g．
②该样品中CaO₂•8H₂O的质量分数 78.3%．
（6）
A．由于甲组实验中生成二氧化碳气体，之后的反应中没有二氧化碳的参与，所以甲组反应的原子利用率不是100%．错误；
B．在原料充分转化的前提下，由于甲组中生成了氢氧化钙等杂质，所以甲组的CaO₂•8H₂O沉淀过滤后需要洗涤．错误；
C．乙组产生的副产品氯化氢由于会和产品反应，所以可能会影响CaO₂的产率．正确．
故选：C．
故答案为：
【进行实验】
 （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；氨水受热会加剧挥发．
（4）带火星的木条；能．
（5）①1.44．
②78.3%；
（6）C．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．