本题分子量用以下数据：H2O18.0，CaO56.0，CaO272.0。过氧化钙是一种安全无毒的氧化物，通常含有部分CaO，且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧

题型：不详难度：来源：

本题分子量用以下数据：H₂O18.0，CaO56.0，CaO₂72.0。
过氧化钙是一种安全无毒的氧化物，通常含有部分CaO，且带有数量不等的结晶水。为分析某过氧化钙样品的组成进行了如下实验。
①称取0.270g样品，灼热使之完全分解，生成CaO、O₂和H₂O，得到的O₂在标准状况下体积为33.6mL。
②另取0.120g样品，溶于稀盐酸，加热煮沸，使生成的H₂O₂完全分解。然后将溶液中的Ca²⁺完全转化成CaC₂O₄沉淀，经过滤洗涤后，将沉淀溶于热的稀硫酸，用0.0200mol·L^-1KMnO₄溶液滴定，共用去31.0mLKMnO₄溶液。化学方程式如下：
5CaC₂O₄+2KMnO₄+8H₂SO₄==K₂SO₄+2MnSO₄+5CaSO₄+10CO₂↑+8H₂O
（1）写出CaO₂受热分解的化学方程式。
（2）计算样品中CaO₂的质量分数。
（3）计算样品中CaO₂·xH₂O的x值。

答案

（1）2CaO₂2CaO+O₂↑
（2）=80.0％
（3）n（CaC₂O₄）=n（Ca²⁺）=31.0×10^-3L×0.0200mol·L^-1=0.00155mol
其中CaO₂所含的n（Ca²⁺）=
m（CaO）=（0.00155mol-0.00133mol）×56.0g·mol^-1=0.012g
m（H₂O）=0.120g-0.120g×80.0％-0.012g=0.012g
   

解析

【错解分析】第（1）问：①CaO₂==CaO+O₂，②CaO₂==Ca+O₂，③2CaO₂+H₂O==2CaO+O₂+H₂O，④2CaO₂·nH₂O==2CaO+O₂+2nH₂O（n=1，2，3……即定值）。
第（2）问：①40％，②62％，③[。来源:
第（3）问：①（72+18x）：0.120=1：（1.55×10^-3），②72∶M（CaO₂·xH₂O）=80％，M=90，x=1。
【正解】第（1）问：根据信息①，可写出CaO₂受热分解的化学方程式：
2CaO₂CaO+O₂↑。常见①误区，是由于未配平所致。②误区是由于未读懂题示信息所致。③误区是由于多写了水的分子式所致。④误区是由于未通观全题的叙述，误将CaO₂·xH₂O写成有定值的水，造成失误。第（2）问：根据信息①中，O₂在标准状况下的体积可求出的物质的量为33.6mL÷22400mL·mol^-1=1.50×10^-3mol。
根据关系式2CaO₂～O₂，可求得CaO₂物质的量为2×1.50×10^-3mol，CaO₂质量为2×1.50×10^-3mol×72.0g·mol^-1
样品中CaO₂的质量分数为：
出现①误区，是由于化学方程式未配平，关系式未找对（CaO₂～O₂），导致失误。出现②误区，是由于误将CaO₂的摩尔质量72.0g·mol^-1用CaO的摩尔质量56.0g·mol^-1代入式中计算，导致失误。出现③误区，是由于未用题中数据，直接用CaO₂·H₂O的摩尔质量进行求算，虽然计算结果都是80％，但计算的依据错误。
第（3）问：根据信息②，可求出CaC₂O₄物质的量（即Ca²⁺总物质的量），所用关系式为：
5CaC₂O₄～2KMnO₄
KMnO₄的物质的量为0.0200mol·L^-1×31.0mL×10^-3L·mL^-1·CaC₂O₄的物质的量为0.0200mol·L^-1×31.0×10^-3L×5/2=0.00155mol
其中CaO₂所含Ca²⁺的物质的量为：
n（Ca²⁺）=
CaO的物质的量为0.00155mol-0.00133mol
m（CaO）=（0.00155mol-0.00133mol）×56.0g·mol^-1
=0.012g
m（H₂O）=0.120g-0.120g×80.0％-0.012g=0.012g
CaO₂与H₂O的物质的量之比为
   
故
出现①误区，是由于错误列式：
CaO₂·xH₂O～CaC₂O₄～xH₂O
（72+18x）g              1mol
0.120g        1.55×10^-3mol
误将0.120g全部看成CaO₂·xH₂O，忽略了样品中“通常含有部分CaO”，CaO₂·xH₂O～CaC₂O₄这个关系式也是错的，CaC₂O₄的物质的量是溶液中全部Ca²⁺的物质的量，它不等于CaO₂中所含的Ca²⁺的物质的量。
出现②误区，是由于误将样品中CaO₂的质量分数（80％）作为结晶水合物中含CaO₂的质量分数，进行推算，导致失误。