《2026年天利38套学业水平考试高中化学全一册人教版江苏专版》

30. (10 分)过氧化钙晶体($CaO_2·8H_2O$)是一种用途广泛的优良供氧
剂和消毒剂，常温下呈白色，难溶于水和乙醇，能溶于酸。
(1)晶体制备
某兴趣小组在实验室模拟制备过氧化钙晶体，部分装置如图所示。

①装置 A 中发生反应的化学方程式为
$2\mathrm{NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xlongequal{\triangle} CaCl_2 + 2NH_3↑ + 2H_2O}$。
②试剂 X 的化学式为$\mathrm{H_2SO_4}$。
③为提高 $CaO_2·8H_2O$ 的产率，需要控制装置 B 中的反应温度在
0 ℃左右，具体方法为增加冰水浴装置。
(2)纯度测定
步骤Ⅰ 准确称取所得产品 0.500 0 g 于锥形瓶中，加入适量蒸馏
水和过量的 KI 晶体，再加入适量的硫酸溶液，充分反应。
步骤Ⅱ 向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液，用浓度为 0.200 mol/L 的
$Na_2S_2O_3$ 溶液滴定至终点，共消耗 $Na_2S_2O_3$ 溶液 20.00 mL。
已知：$CaO_2·8H_2O + 2KI + 2H_2SO_4\xlongequal{}CaSO_4 + K_2SO_4 +I_2 + 10H_2O$，$I_2 + 2Na_2S_2O_3\xlongequal{}2NaI + Na_2S_4O_6$
计算所得产品中 $CaO_2·8H_2O$ 的质量分数(写出计算过程)。

答案： 30.(10分)
(1)①$2\mathrm{NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xlongequal{\triangle} CaCl_2 + 2NH_3↑ + 2H_2O}$ (2分)
②$\mathrm{H_2SO_4}$ (2分) ③增加冰水浴装置 (2分)
(2)$n(\mathrm{Na_2S_2O_3}) = 0.200\mathrm{mol/L} × 20.00 × 10^{-3}\mathrm{L} = 4 × 10^{-3}\mathrm{mol}$ (1分)
由关系式“$\mathrm{CaO_2·8H_2O～I_2～2Na_2S_2O_3}$”可知，
$n(\mathrm{CaO_2·8H_2O}) = \frac{1}{2} × 4 × 10^{-3}\mathrm{mol} = 2 × 10^{-3}\mathrm{mol}$ (1分)
$m(\mathrm{CaO_2·8H_2O}) = 0.002\mathrm{mol} × 216\mathrm{g/mol} = 0.432\mathrm{g}$ (1分)
则样品中$\mathrm{CaO_2·8H_2O}$的质量分数为$w(\mathrm{CaO_2·8H_2O}) = \frac{0.432\mathrm{g}}{0.500\mathrm{g}} × 100\% = 86.4\%$ (1分)
答：所得产品中$\mathrm{CaO_2·8H_2O}$的质量分数为86.4%。
【解析】过氧化钙晶体的制备与纯度测定
(1)①装置A中氯化铵固体和氢氧化钙固体反应制备氨气，反应的化学方程式为$2\mathrm{NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xlongequal{\triangle} CaCl_2 + 2NH_3↑ + 2H_2O}$。
②装置B中氨气、$\mathrm{H_2O_2}$与$\mathrm{CaCl_2}$反应制备过氧化钙晶体，氨气的尾气处理可用酸性溶液，试剂X可为$\mathrm{H_2SO_4}$等。
③控制装置B中的反应温度在$0°\mathrm{C}$左右的方法为增加冰水浴装置。