Question

5．過(guò)氧化鈣（CaO₂）是一種重要化工試劑，可用于改善水質(zhì)、處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應(yīng)急供氧等．過(guò)氧化鈣是一種白色結(jié)晶體粉末，微溶于水，不溶于醇類、乙醚等，加熱至350℃左右開(kāi)始分解放出氧氣，與水緩慢反應(yīng)生成H₂O₂．易與酸反應(yīng)生成H₂O₂．
 I、過(guò)氧化鈣的制取
（1）利用反應(yīng)Ca+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂，在純氧條件下，制取CaO₂．
【查閱資料】金屬鈣化學(xué)性質(zhì)活潑，能與氧氣、氮?dú)�、氫氣二氧化碳、水、酸等反�?yīng)．
【裝置示意圖如圖1】：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；儀器b的名稱為分液漏斗；裝置B、D中都盛有濃硫酸，裝置B的作用是b（填下面的序號(hào)），裝置D的作用是c（填下面的序號(hào)）
a．觀察氧氣的流速，判斷氧氣通入是否過(guò)快及氧氣與鈣反應(yīng)進(jìn)行的程度；
b．除去氧氣中水，防止水與金屬鈣反應(yīng)；
c．防止空氣從后面進(jìn)入C中； 
d．檢驗(yàn)氧氣
②儀器安裝后應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作：a．通入氧氣   b．檢查裝置氣密性   c．加入藥品   d．停止通氧氣   e．點(diǎn)燃酒精燈  f．熄滅酒精燈  g．冷卻至室溫，正確的操作順序?yàn)閎caefgd．
③完全反應(yīng)后，有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：

玻璃管質(zhì)量m0/g	玻璃管與鈣的質(zhì)量m1/g	玻璃管與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g
14.80	15.08	15.25

據(jù)此可判斷m₂與理論值不符，則產(chǎn)物中的雜質(zhì)可能是CaO．
（2）在實(shí)驗(yàn)室可用鈣鹽制取CaO₂?8H₂O，再經(jīng)脫水制得CaO₂．流程示意圖如圖2，

回答下列問(wèn)題：①用上述方法制取CaO₂?8H₂O的化學(xué)方程式是CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反應(yīng)物．
 ③沉淀反應(yīng)時(shí)�？刂茰囟仍�0℃左右，其可能原因是過(guò)氧化氫易分解、CaO₂?8H₂O易分解，控制溫度為0℃左右的方法是使用冰水混合物；
④過(guò)濾后洗滌沉淀的試劑最好用乙醇  判斷沉淀是否完全洗凈的試劑為硝酸銀溶液；
⑤該制法的副產(chǎn)品為NH₄Cl（填化學(xué)式），為了提高副產(chǎn)品的產(chǎn)率，結(jié)晶前要將溶液的pH調(diào)整到合適范圍，可加入的試劑是A．
A．鹽酸         B．氨水      C．稀硫酸        D．氫氧化鈉溶液
II、過(guò)氧化鈣含量測(cè)定
（3）利用圖3裝置測(cè)量產(chǎn)品中CaO₂含量，
①指出圖中錯(cuò)誤之處量筒內(nèi)沒(méi)有裝滿水
②收集氧氣的最佳時(shí)間是a
a．導(dǎo)管口剛有氣泡冒出時(shí)  b導(dǎo)管口氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)．
③正確讀取量筒內(nèi)液面的初始、最終讀數(shù)前都需進(jìn)行的操作是調(diào)整內(nèi)外液面在一個(gè)平面．
④若樣品質(zhì)量為0.20g，反應(yīng)前量筒讀數(shù)為2.10mL，反應(yīng)后量筒讀數(shù)為24.50mL（常溫下氧氣的密度為1.429g/L）．實(shí)驗(yàn)中量筒的最佳規(guī)格是A．（填字母序號(hào)）
 A.50mL      B.100mL      C.1L
計(jì)算樣品中CaO₂含量．（要求計(jì)算過(guò)程）
⑤若樣品質(zhì)量用w表示，反應(yīng)前稱量藥品和試管總質(zhì)量為m g，反應(yīng)后在空氣中冷卻，稱量藥品和試管總質(zhì)量為n g，則CaO₂含量=$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%（用含m、n、w的式子表示）．
此方案測(cè)定結(jié)果偏小的原因可能是鈣與氧氣重新結(jié)合．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：
I、①裝置A是制取氧氣的，利用液體和固體反應(yīng)，所以應(yīng)該是過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；儀器b的名稱為 分液漏斗；由于鈣能夠和水反應(yīng)，所以裝置B中的硫酸時(shí)除去氧氣中的水，防止水和鈣反應(yīng)，故選b．而D中都盛有濃硫酸，是防止右側(cè)的空氣進(jìn)入裝置C導(dǎo)致鈣與空氣中的氮?dú)夂投�氧化碳等反�?yīng)，故裝置D的作用選 c
②儀器安裝后應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作需要先檢查裝置的氣密性，然后加入藥品藥品，由于需要排空裝置內(nèi)的空氣后才能讓氧氣和鈣反應(yīng)，所以應(yīng)該是先通入氧氣排空裝置內(nèi)的空氣后在點(diǎn)燃酒精燈加熱，待反應(yīng)完全后熄滅酒精燈，此時(shí)繼續(xù)通入氧氣知道冷卻到室溫后停止通知氧氣，防止倒入硫酸．故正確的操作順序?yàn)?bcaefgd．
③完全反應(yīng)后，由有關(guān)數(shù)據(jù)記錄，可知，鈣的質(zhì)量為0.28g，理論上生成的過(guò)氧化鈣的質(zhì)量為0.5g，則m₂應(yīng)為14.80g+0.5g=15.3g，結(jié)果m₂與理論值不符，應(yīng)該是產(chǎn)物中的含有CaO．
（2）
 ①用上述方法制取CaO₂?8H₂O，是氯化鈣加入了氨水和過(guò)氧化氫，生成CaO₂?8H₂O和氯化銨，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式是 CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反應(yīng)物．
 ③沉淀反應(yīng)時(shí)�？刂茰囟仍�0℃左右，其可能原因是過(guò)氧化氫易分解、CaO₂?8H₂O易分解，控制溫度為0℃左右的方法是使用冰水混合物；
④由于信息提示“過(guò)氧化鈣不溶于醇類、乙醚等“，所以過(guò)濾后洗滌沉淀的試劑最好用乙醇．判斷沉淀是否完全洗凈實(shí)際上就是看固體表面是否附著氯化銨，也就是檢驗(yàn)洗滌后的液體中是否有氯離子，所以所用的試劑為硝酸銀溶液；
⑤該制法的副產(chǎn)品為 NH₄Cl（填化學(xué)式），為了提高副產(chǎn)品的產(chǎn)率，也就是提高氨水的吸收效率，且不能引入新的雜質(zhì)，所以應(yīng)該是使用鹽酸．故選 A．
II、過(guò)氧化鈣含量測(cè)定
（3）
①指出圖中錯(cuò)誤之處 量筒內(nèi)沒(méi)有裝滿水
②由于生成氣體就是氧氣，所以應(yīng)該是從開(kāi)始就收集，這一點(diǎn)和氧氣的制取里面的收集時(shí)區(qū)別的，收集氧氣強(qiáng)調(diào)的是收集氧氣的純凈，而本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)的收集氧氣的多少．所以本實(shí)驗(yàn)收集氧氣的最佳時(shí)間是 a（導(dǎo)管口剛有氣泡冒出時(shí)）．
③正確讀取量筒內(nèi)液面的初始、最終讀數(shù)前都需進(jìn)行的操作要保證內(nèi)外壓強(qiáng)相等，避免大氣壓強(qiáng)的對(duì)體積測(cè)定的影響，所以要采取的操作是調(diào)整內(nèi)外液面在一個(gè)平面．
④若樣品質(zhì)量為0.20g，反應(yīng)前量筒讀數(shù)為2.10mL（即0.0021L），反應(yīng)后量筒讀數(shù)為24.50mL（即0.0245L）（常溫下氧氣的密度為1.429g/L）．由于體積小于50mL，所以為減少誤差，實(shí)驗(yàn)中量筒的最佳規(guī)格是50mL的量筒．
氧氣的質(zhì)量為1.429g/L×（0.0245L-0.0021L）≈0.032g
設(shè)CaO₂質(zhì)量為x
CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca+O₂↑
72                 32
x                  0.032g
$\frac{72}{32}$=$\frac{x}{0.032g}$
x=0.072g
樣品中CaO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.072g}{0.20g}$×100%=36%．
⑤若樣品質(zhì)量用wg表示，反應(yīng)前稱量藥品和試管總質(zhì)量為m g，反應(yīng)后在空氣中冷卻，稱量藥品和試管總質(zhì)量為n g，根據(jù)差量就是生成的氧氣的質(zhì)量可知．生成氧氣的質(zhì)量為mg-ng．
設(shè)設(shè)CaO₂質(zhì)量為y
CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca+O₂↑
72                 32
y                  mg-ng
$\frac{72}{32}$=$\frac{y}{mg-ng}$
y=$\frac{9（m-n）}{4}g$
樣品中CaO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{\frac{9×（m-n）}{4}g}{wg}$×100%=$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%．
此方案測(cè)定結(jié)果偏小的原因可能是 鈣與氧氣重新結(jié)合．
故答案為：
（1）
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 分液漏斗；  b； c 
②bcaefgd．
③CaO．
（2）
①CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②做反應(yīng)物．
 ③過(guò)氧化氫易分解、CaO₂?8H₂O易分解； 使用冰水混合物；
④乙醇；硝酸銀溶液；
⑤NH₄Cl； A．
（3）
①量筒內(nèi)沒(méi)有裝滿水
②a
③調(diào)整內(nèi)外液面在一個(gè)平面．
④A．（填字母序號(hào)）
 計(jì)算樣品中CaO₂含量．（要求計(jì)算過(guò)程）
⑤$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%； 鈣與氧氣重新結(jié)合．

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么，然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問(wèn)題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說(shuō)轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．