Question

【題目】甲酸鈣廣泛用于食品、化工、石油等工業(yè)生產(chǎn)上，300～400℃左右分解。

Ⅰ、實驗室制取的方法之一是：Ca(OH)2+2HCHO + H2O2= Ca(HCOO)2+ 2H2O + H2↑實驗室制取時，將工業(yè)用氫氧化鈣和甲醛依次加入到質量分數(shù)為30-70%的過氧化氫溶液中(投料物質的量之比依次為1∶2∶1.2)，最終可得到質量分數(shù)98%以上且重金屬含量極低的優(yōu)質產(chǎn)品。

(1)反應溫度最好控制_______________(A.60℃左右 B. 200左右 C. 400℃左右),原因是_____________。

(2)制備時在混合溶液中要加入微量硼酸鈉抑制甲醛發(fā)生副反應外，還要加入少量的Na2S溶液，加硫化鈉的目的是 ____________________________。

(3)實驗時需強力攪拌45min，其目的是_________________。

(4)結束后需調(diào)節(jié)溶液呈堿性，其目的是__________________________。

Ⅱ、某研究性學習小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3；雜質為：Al2O3、FeCO3)為原料，先制備無機鈣鹽，再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣。結合如圖幾種物質的溶解度曲線及表中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1. 1	3. 2
Al3＋	3. 0	5. 0
Fe2＋	5. 8	8. 8

請補充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣晶體的實驗方案：稱取13.6g甲酸鈉溶于約20mL水，配成溶液待用，并稱取研細的碳酸鈣樣品10g待用，用__________溶解碳酸鈣樣品，調(diào)整溶液pH為5，過濾后，將濾液與甲酸鈉溶液混合，調(diào)整溶液為堿性；充分攪拌，所得溶液經(jīng)__________、___________洗滌干燥得甲酸鈣晶體。(提供的試劑有：a.甲酸鈉，b.5mol·L－1硝酸，c. 5mol·L－1鹽酸，d. 5mol·L－1硫酸，e. 3%H2O2溶液，f.澄清石灰水)

Answer 1

【答案】A 防止過氧化氫分解 除去重金屬離子(使重金屬離子形成硫化物沉淀除去) 使反應物充分接觸，提高產(chǎn)率 防止甲酸鈣水解(或除去甲酸) 用稍過量硝酸(稍過量鹽酸和適量的H2O2)溶解 蒸發(fā)結晶 趁熱過濾

【解析】

Ⅰ.（1）雙氧水易分解，所以溫度不易過高；

（2）題干中提出產(chǎn)品中重金屬含量極低，故該步是產(chǎn)生難溶的硫化物，除去重金屬離子；（3）攪拌是使反應物充分接觸，使其反應完全，提高產(chǎn)率；

（4）甲酸鈣為堿性水解，溶液為弱堿性是抑制其水解；

Ⅱ.該實驗首先要去除雜質，同時生成可溶性鈣鹽，雜質中亞鐵離子首先要氧化為鐵離子（雙氧水或硝酸），再生成氫氧化鐵除去，鋁離子也要生成堿除去，故調(diào)節(jié)pH為5（用石灰水調(diào)節(jié)）；然后加入甲酸鈉溶液混合生成溶解度較小、隨溫度變化不明顯是甲酸鈣，經(jīng)蒸發(fā)濃縮，得到甲酸鈣固體，趁熱過濾，防止其它晶體析出。

Ⅰ.（1）過氧化氫受熱易分解：2H2O22H2O+O2↑，溫度較高時，雙氧水易分解，則反應溫度最好控制在30℃-70℃之間，故答案為：A，防止過氧化氫分解。

（2）制備時在混合溶液中要加入微量硼酸鈉除抑制甲醛發(fā)生副反應外，還要加入少量的Na2S溶液，硫化鈉與重金屬離子結合生成硫化物，硫化物難溶于水，可以除去重金屬離子，故答案為：除去重金屬離子(使重金屬離子形成硫化物沉淀除去)。

（3）攪拌是使反應物充分接觸，使其完全反應，提高產(chǎn)率，故答案為：使反應物充分接觸，提高產(chǎn)率。

（4）甲酸根離子為弱酸根離子，則甲酸鈣水解顯弱堿性，調(diào)節(jié)溶液的pH值為7～8，溶液為弱堿性能抑制甲酸鈣水解，故答案為：防止甲酸鈣水解(或除去甲酸)。

Ⅱ.碳酸鈣樣品中含有Al2O3、FeCO3雜質，而Fe2+完全沉淀的pH值遠高于Fe3+，所以應將樣品溶解后，將亞鐵離子氧化為鐵離子，然后調(diào)節(jié)溶液pH為5，將Fe2+和Al3+除去，（可以過量的硝酸將樣品溶解，再用石灰水調(diào)節(jié)溶液pH為5或者用稍過量的鹽酸溶解碳酸鈣樣品并滴入適量的雙氧水，再用石灰水調(diào)節(jié)溶液pH為5），因為溫度較高時，甲酸鈣的溶解度遠小于其他物質溶解度，所以再將濾液與甲酸鈉溶液混合，調(diào)整溶液的pH為7～8，充分攪拌，所得溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌、60℃時干燥得甲酸鈣晶體，故答案為：用稍過量硝酸(稍過量鹽酸和適量的H2O2)溶解，蒸發(fā)結晶，趁熱過濾。