例析兩道關(guān)于鈣的化合物試題

李俊

鈣（Ca）在化學(xué)元素周期表中位于第4周期、第ⅡA族，常溫下呈銀白色晶體。動(dòng)物的骨骼、蛤殼、蛋殼都含有碳酸鈣，鈣及其化合物在工業(yè)上、建筑工程上和醫(yī)藥上有很大用途。鈣及其化合物也是高考中最為常見考點(diǎn)，在每年的高考試卷中均有涉及。在2016年江蘇高考化學(xué)試卷中，第16題和第18題都和鈣的化合物有關(guān)，下面針對(duì)這兩道試題進(jìn)行講解，以備來年高考復(fù)習(xí)之用。

第16題 以電石渣[主要成分為Ca（OH）2和CaCO3]為原料制備KClO3的流程如圖1：

（1）氯化過程控制電石渣過量，在75℃左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在Cl2與Ca（OH）2作用生成

Ca（ClO）2的反應(yīng)，Ca（ClO）2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca（ClO3）2，少量Ca（ClO）2 分解為CaCl2和O2。

①生成Ca（ClO）2的化學(xué)方程式為。

②提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca（ClO3）2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有（填序號(hào)）。

A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率

B.充分?jǐn)嚢铦{料

C.加水使Ca（OH）2完全溶解

（2）氯化過程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca（ClO3）2的總反應(yīng)方程式為

6Ca（OH）2+6Cl2Ca（ClO3）2+5CaCl2+6H2O

氯化完成后過濾。

①濾渣的主要成分為（填化學(xué)式）。

②濾液中Ca（ClO3）2與CaCl2的物質(zhì)的量之比n[Ca（ClO3）2]∶n[CaCl2]1∶5（填“>”、“<”或“=”）。

（3）向?yàn)V液中加入稍過量KCl固體可將Ca（ClO3）2轉(zhuǎn)化為KClO3，若溶液中KClO3的含量為100 g·L-1，從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是。

答案：（1）①2Cl2+2Ca（OH）2Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O；②AB （2）①CaCO3、Ca（OH）2②<；（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

解析

（1）①氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca（OH）2Ca（ClO）2+CaCl2+2H2O。

②A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率可以使氯氣被氫氧化鈣充分反應(yīng)，提高氯氣的轉(zhuǎn)化率，正確。B. 充分?jǐn)嚢铦{料可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使氯氣被氫氧化鈣充分反應(yīng)，提高氯氣的轉(zhuǎn)化率，正確。C.加水使Ca（OH）2完全溶解，氫氧化鈣濃度降低，不利于氯氣的吸收，錯(cuò)誤。

（2）①碳酸鈣不溶于水，與氯氣不反應(yīng)，氫氧化鈣微溶，濾渣的主要成分為CaCO3、

Ca（OH）2。

②氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)還能生成次氯酸鈣，因此濾液中Ca（ClO3）2與CaCl2的物質(zhì)的量之比

n[Ca（ClO3）2]∶n[CaCl2]<1∶5。

（3）根據(jù)圖2可知氯酸鉀的溶解度受溫度影響最大，因此從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

探究 這道題實(shí)際上考查的是物質(zhì)的提純，考生要結(jié)合題目中的流程圖，進(jìn)行逐步分析，分析每一步的反應(yīng)物和生成物，以及所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

第18題 過氧化鈣（CaO2·8H2O）是一種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的供氧劑。（1）Ca（OH）2懸濁液與H2O2溶液反應(yīng)可制備CaO2·8H2O。

Ca（OH）2+H2O2+6H2O

CaO2·8H2O

反應(yīng)時(shí)通常加入過量的Ca（OH）2，其目的是。

（2）向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中濃度增加的離子有（填序號(hào)）。

A.Ca2+ B.H+ C.CO2-3 D.OH-

（3）水中溶解氧的測(cè)定方法如下：向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液，生成MnO（OH）2沉淀，密封靜置；加入適量稀H2SO4，待MnO（OH）2與I-完全反應(yīng)生成Mn2+和I2后，以淀粉作指示劑，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，測(cè)定過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

O2Mn2+MnO（OH）2 I- I2 S2O2-3S4O62-

①寫出O2將Mn2+氧化成MnO（OH）2的離子方程式：。

②取加過一定量CaO2·8H2O的池塘水樣100.00 mL，按上述方法測(cè)定水樣的溶解氧，消耗0.01000 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液13.50 mL。計(jì)算該水樣中的溶解氧（用mg·L-1表示），寫出計(jì)算過程。

答案：（1）提高H2O2的利用率

（2）AD

（3）①O2+2Mn2++4OH-2MnO（OH）2↓

②在100.00 mL水樣中

I2+2S2O32-2I-+S4O62-

n（I2）=c（Na2S2O3）·V（Na2S2O3）2

=0.01000 mol/L×13.50 mL×10-3L/mL2

=6.750×10-5mol

n[MnO（OH）2]=n（I2）= 6.750×10-5mol

n（O2）=12n[MnO（OH）2]=12×6.750×10-5mol=3.375×10-5mol

水中溶解氧=3.375×10-5mol×32 g/mol×1000 mg/g100.00 mL×10-3 L/mL=10.80 mg/L

解析

（1）根據(jù)方程式可知，反應(yīng)時(shí)加入過量的Ca（OH）2，可以提高雙氧水的利用率。

（2）過氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣、氧氣和水，因此向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中濃度增加的離子有Ca2+和OH-。

（3）

①O2將Mn2+氧化成MnO（OH）2中氧氣是氧化劑，得到4個(gè)電子，Mn元素的化合價(jià)從+2價(jià)提高到+4價(jià)，失去2個(gè)電子，根據(jù)電子得失守恒以及原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為：O2+2Mn2++4OH-2MnO（OH）2

②計(jì)算過程見答案。

探究 這道題中出現(xiàn)了過氧化鈣，這種物質(zhì)考生可能不熟悉，但是考生可以結(jié)合教材中重點(diǎn)學(xué)習(xí)的過氧化鈉進(jìn)行分析。最后一小題計(jì)算題是這個(gè)題的難點(diǎn)，考生要先分析化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物，得出反應(yīng)的化學(xué)方程式，再根據(jù)不同物質(zhì)之間的量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。

在同一套試卷中同時(shí)在兩套大題中同時(shí)出現(xiàn)對(duì)某一元素的化合物的考查，實(shí)屬難得。這兩道題從不同的角度對(duì)鈣的化合物進(jìn)行了考查，有效地考查了考生的信息獲取能力、信息分析能力、推理能力以及計(jì)算能力。