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

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

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)需強(qiáng)力攪拌45min，其目的是_________________。

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

Ⅱ、某研究性學(xué)習(xí)小組用工業(yè)碳酸鈣(主要成分為CaCO3；雜質(zhì)為：Al2O3、FeCO3)為原料，先制備無機(jī)鈣鹽，再與甲酸鈉溶液混合制取甲酸鈣。結(jié)合如圖幾種物質(zhì)的溶解度曲線及表中相關(guān)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(jì)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(qǐng)補(bǔ)充完整由碳酸鈣制備甲酸鈣晶體的實(shí)驗(yàn)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(xì)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?jǐn)嚢瑁�所得溶液�?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(yīng)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(jié)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(yīng)物充分接觸，使其反應(yīng)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(shí)驗(yàn)首先要去除雜質(zhì)，同時(shí)生成可溶性鈣鹽，雜質(zhì)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(shí)，雙氧水易分解，則反應(yīng)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(shí)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(yīng)外，還要加入少量的Na2S溶液，硫化鈉與重金屬離子結(jié)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(yīng)物充分接觸，使其完全反應(yīng)，提高產(chǎn)率，故答案為：使反應(yīng)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(zhì)，而Fe2+完全沉淀的pH值遠(yuǎn)高于Fe3+，所以應(yīng)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?yàn)闇囟容^高時(shí)，甲酸鈣的溶解度遠(yuǎn)小于其他物質(zhì)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?jǐn)嚢�，所得溶液�?jīng)蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌、60℃時(shí)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(jié)晶，趁熱過濾。