Question

甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上，300～400℃左右分解。

Ⅰ、实验室制取的方法之一是：Ca(OH)₂ +2HCHO + H₂O₂ = Ca(HCOO)₂ + 2H₂O + H₂↑。实验室制取时，将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中（投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2），最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。

（1）过氧化氢比理论用量稍多，其目的是__________。

（2）反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，其主要原因是__________。

（3）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外，还要加入少量的Na₂S溶液，加硫化钠的目的是__________。

（4）实验时需强力搅拌45min，其目的是__________；结束后需调节溶液的pH 7～8，其目的是__________。最后经结晶分离、干燥得产品。

Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO₃；杂质为：Al₂O₃、FeCO₃) 为原料，先制备无机钙盐，再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^-1计算)，现提供的试剂有：A．甲酸钠，B．5mol·L^－1硝酸，c．5mol·L^－1盐酸，d．5mol·L^－1硫酸，e．3%H₂O₂溶液，f.澄清石灰水。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3＋	1．1	3．2
Al^3＋	3．0	5．0
Fe^2＋	5．8	8．8

请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤 ：

步骤1.称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水，配成溶待用，并称取研细的碳酸钙样品10g待用。

步骤2．_________。

步骤3．_________。

步骤4．过滤后，将滤液与甲酸钠溶液混合，调整溶液pH 7～8，充分搅拌，所得溶液经蒸发浓缩、__________、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。

Answer

使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度防止H2O2分解和甲醛挥发除去重金属离子（使重金属离子形成硫化物沉淀除去）使反应物充分接触，提高产率防止甲酸钙水解（或除去甲酸）用稍过量硝酸溶解碳酸钙样品用石灰水调节溶液pH为 5趁热过滤

【解析】

I.（1）过氧化氢用量较多，为了使甲醛充分反应，提高甲醛的利用率；（2）温度不宜过高，因为过氧化氢受热易分解，且甲醛容易挥发，造成原料的浪费；（3）题干中指出得到重金属含量极低的优质产品，因此加入硫化钠的作用是让重金属阳离子转化成难溶的硫化物，除去重金属离子；（4）搅拌的目的使反应物充分接触，使其反应完全，提高产率；甲酸钙是强碱弱酸盐，HCOO－水解，因此调节pH的目的使抑制HCOO－的水解；II.步骤2得到可溶的含钙溶液，因为硫酸钙微溶于水，因此不能选用硫酸，硝酸钠溶解度受温度的影响较大，容易除去，因此碳酸钙中加入稍微过量硝酸溶解，即步骤2：用稍过量的硝酸溶解碳酸钙样品；碳酸钙中含有Al2O3和FeCO3杂质，因为步骤2中加入硝酸，硝酸把Fe2＋氧化成Fe3＋，因此步骤3是除去杂质离子Al3＋和Fe3＋，根据表格数据，调节pH除去Al3＋和Fe3＋，引入的物质的不能引入新的杂质，应加入含Ca的物质，根据所给药品，应加入石灰水，调节pH到5，步骤3：用石灰水调节溶液pH为5；甲酸钙的溶解度较低，因此采用蒸发浓缩，趁热过滤的方法得到。