2.
过氧化钙\(\rm{(CaO_{2})}\)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。某兴趣小组同学对其进行探究。
一、过氧化钙的性质研究
\(\rm{(1)}\)取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,产生无色气泡,将带火星的木条伸进试管中,观察到带火星的木条 ,说明过氧化钙与水反应有氧气生成。
\(\rm{(2)}\)分别取实验\(\rm{(1)}\)静置后的上层清液少量于两支试管中,向其中一支试管中滴入酚酞试液,发现溶液变成红色,说明溶液呈 性;向另一支试管中通入二氧化碳,溶液变浑浊,说明过氧化钙与水反应还有氢氧化钙生成。
结论:过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气。
二、过氧化钙的制备研究
实验室用钙盐制备\(\rm{CaO_{2}}\),其主要实验装置图和流程图如下:
\(\rm{(3)}\)图\(\rm{1}\)试管中的物质是\(\rm{NH_{4}Cl}\)和\(\rm{Ca(OH)_{2}}\),加热时发生反应生成\(\rm{CaCl_{2}}\)、\(\rm{NH_{3}}\)和\(\rm{H_{2}O}\),反应的化学方程式为 。
\(\rm{(4)}\)“沉淀”时发生的反应为:\(\rm{CaCl_{2}+H_{2}O_{2}+2NH_{3}·H_{2}O+6H_{2}O=CaO_{2}·8H_{2}O↓+2NH_{4}Cl}\),需要控制温度在\(\rm{0℃}\)左右,采用的操作是将反应容器放置在 中,反应温度不能过高的原因是:\(\rm{①}\)防止氨水挥发;\(\rm{②}\) 。
\(\rm{(5)}\)“过滤”所得的副产品\(\rm{NH_{4}Cl}\)可做化肥中的 肥。检验“水洗”已经洗净的方法是:取最后一次洗涤液少量于试管中, 。
\(\rm{(6)}\)加热分解法是测定\(\rm{CaO_{2}}\)产品纯度的常用方法之一\(\rm{(2CaO_{2}}\)\(\rm{2CaO+O_{2}↑)}\)。
下图是实验室测定产品中\(\rm{CaO_{2}}\)纯度的装置。实验步骤:检查装置的气密性\(\rm{→}\)装填药品\(\rm{0.30g→}\)调节量气管和水准管两边水位相平\(\rm{→}\)加热至不再有气体放出\(\rm{→}\)冷却至室温,调节量气管和水准管两边水位相平\(\rm{→}\)读数\(\rm{→}\)再重复\(\rm{2}\)次,取平均值,计算。\(\rm{(}\)已知:该温度和压强下的\(\rm{O_{2}}\)密度为\(\rm{1.43g/L)}\)
根据下表数据,计算\(\rm{CaO_{2}}\)产品纯度\(\rm{(}\)请写出计算过程\(\rm{)}\)。
组别 | 样品质量 | \(\rm{V(O_{2})/ml}\) |
第一组 | \(\rm{0.30}\) | \(\rm{28.2}\) |
第二组 | \(\rm{0.30}\) | \(\rm{28.0}\) |
第三组 | \(\rm{0.30}\) | \(\rm{27.8}\) |
若样品质量用\(\rm{wg}\)表示,反应前称量药品和小试管总质量为\(\rm{mg}\),反应后在空气中冷却,称量药品和小试管总质量为\(\rm{ng}\),则\(\rm{CaO_{2}}\)纯度\(\rm{= \dfrac{9(m-n)}{2w}×100% }\) ,此方案测定结果偏小的原因可能是 。