Question

過(guò)氧化鈣（CaO₂）難溶于水，在常溫下穩(wěn)定，在潮濕空氣及水中緩慢分解放出氧氣，因而廣泛應(yīng)用于漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等許多方面．如圖是以大理石（主要雜質(zhì)是氧化鐵）等為原料制取過(guò)氧化鈣（CaO₂）的流程．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）操作①應(yīng)包括下列操作中的

ABE

（填序號(hào)）．
A．溶解       B．過(guò)濾     C．蒸餾     D．分液      E．蒸發(fā)結(jié)晶
（2）用氨水調(diào)節(jié)pH至8～9的目的是

除去Fe³⁺

．
（3）若測(cè)得濾液C中c（CO₃^2-）=10^-3　mol/L，則Ca²⁺

是

（填“是”或“否”）沉淀完全．[已知c（Ca²⁺）≤10^-5mol/L可視為沉淀完全；Ksp（CaCO₃）=4.96×10^-9]
（4）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產(chǎn)物NH₄NO₃，則酸化后溶液中，c（NH₄⁺）

＜

c（NO₃^-）（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“=”）
（5）操作②是：在低溫下，往過(guò)氧化氫濃溶液中投入無(wú)水氯化鈣進(jìn)行反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

CaCl₂+H₂O₂CaO₂+2HCl

．一段時(shí)間后，再加入氫氧化鈉溶液，當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH至9～11，才出現(xiàn)大量沉淀．用簡(jiǎn)要的文字解釋需用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9～11的原因

入NaOH溶液使上述平衡向正反應(yīng)方向，有利于CaO₂沉淀的生成

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離采用過(guò)濾的方法，從氯化鈣的溶液中獲得氯化鈣的結(jié)晶水合物要采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，碳酸鈣能和強(qiáng)酸反應(yīng)；
（2）pH至8-9范圍段內(nèi)時(shí)，三價(jià)鐵可易形成沉淀；
（3）依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算此時(shí)鈣離子難度減小分析判斷；
（4）酸化后溶液中，銨根離子水解；
（5）雙氧水可以和氯化鈣反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣和鹽酸；氫氧化鈉溶液加入和鹽酸反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行生成過(guò)氧化鈣；

解答：解：根據(jù)圖示信息，可得出：濾液A的成分有硝酸鈣和硝酸鐵以及剩余的硝酸，當(dāng)pH至8-9范圍段內(nèi)時(shí)，三價(jià)鐵可易形成沉淀，所以濾渣B是氫氧化鐵，濾液B是硝酸鈣，和碳酸銨之間可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成碳酸鈣和硝酸銨，過(guò)濾，沉淀碳酸鈣用鹽酸溶解然后蒸發(fā)結(jié)晶可以得到氯化鈣晶體，再失水成為無(wú)水氯化鈣，雙氧水可以和氯化鈣反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣和鹽酸．
（1）碳酸鈣和硝酸銨的混合物過(guò)濾后，所得沉淀碳酸鈣用鹽酸溶解然后蒸發(fā)結(jié)晶可以得到氯化鈣晶體，CaCO₃ 和稀鹽酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：A、B、E；
（2）用氨水調(diào)節(jié)pH至8-9，三價(jià)鐵可易形成沉淀，從而分離出硝酸鈣溶液，故答案為：除去Fe³⁺；
（3）若測(cè)得濾液C中c（CO₃^2-）=10^-3　mol/L，Ksp（CaCO₃）=4.96×10^-9；Ksp=Ca²⁺+CO₃^2-=10^-3　mol/L×c（Ca²⁺）=4.96×10^-9 ，c（Ca²⁺）=4.96×10^-6 mol/L，已知c（Ca²⁺）≤10^-5mol/L可視為沉淀完全，所以此時(shí)鈣離子沉淀完全；
故答案為：是；
（4）若在濾液C中，加入HNO₃使溶液呈酸性以得到副產(chǎn)物NH₄NO₃，銨根離子水解，則酸化后溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）；
故答案為：＜；
（5）雙氧水可以和氯化鈣反應(yīng)生成過(guò)氧化鈣和鹽酸，即CaCl₂+H₂O₂=CaO₂↓+2HCl，加入NaOH溶液使上述平衡向正反應(yīng)方向，有利于CaO₂沉淀的生成；
故答案為：CaCl₂+H₂O₂=CaO₂↓+2HCl；加入NaOH溶液使上述平衡向正反應(yīng)方向，有利于CaO₂沉淀的生成；

點(diǎn)評(píng)：本題是一道框圖推斷題，考查知識(shí)面較廣，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．