Question

5．過氧化鈣（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，也可用于應急供氧等．過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℃左右開始分解放出氧氣，與水緩慢反應生成H₂O₂．易與酸反應生成H₂O₂．
 I、過氧化鈣的制取
（1）利用反應Ca+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂，在純氧條件下，制取CaO₂．
【查閱資料】金屬鈣化學性質(zhì)活潑，能與氧氣、氮氣、氫氣二氧化碳、水、酸等反應．
【裝置示意圖如圖1】：請回答下列問題：
①裝置A中反應的化學方程式為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），裝置D的作用是c（填下面的序號）
a．觀察氧氣的流速，判斷氧氣通入是否過快及氧氣與鈣反應進行的程度；
b．除去氧氣中水，防止水與金屬鈣反應；
c．防止空氣從后面進入C中； 
d．檢驗氧氣
②儀器安裝后應進行的實驗操作：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．點燃酒精燈  f．熄滅酒精燈  g．冷卻至室溫，正確的操作順序為bcaefgd．
③完全反應后，有關數(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）在實驗室可用鈣鹽制取CaO₂?8H₂O，再經(jīng)脫水制得CaO₂．流程示意圖如圖2，

回答下列問題：①用上述方法制取CaO₂?8H₂O的化學方程式是CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反應物．
 ③沉淀反應時常控制溫度在0℃左右，其可能原因是過氧化氫易分解、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、過氧化鈣含量測定
（3）利用圖3裝置測量產(chǎn)品中CaO₂含量，
①指出圖中錯誤之處量筒內(nèi)沒有裝滿水
②收集氧氣的最佳時間是a
a．導管口剛有氣泡冒出時  b導管口氣泡連續(xù)均勻冒出時．
③正確讀取量筒內(nèi)液面的初始、最終讀數(shù)前都需進行的操作是調(diào)整內(nèi)外液面在一個平面．
④若樣品質(zhì)量為0.20g，反應前量筒讀數(shù)為2.10mL，反應后量筒讀數(shù)為24.50mL（常溫下氧氣的密度為1.429g/L）．實驗中量筒的最佳規(guī)格是A．（填字母序號）
 A.50mL      B.100mL      C.1L
計算樣品中CaO₂含量．（要求計算過程）
⑤若樣品質(zhì)量用w表示，反應前稱量藥品和試管總質(zhì)量為m g，反應后在空氣中冷卻，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)化關系對應的過程分析每個對應的問題，或者直接分析每個問題，從給出的信息中找對應的信息．

解答 解：
I、①裝置A是制取氧氣的，利用液體和固體反應，所以應該是過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣，對應的化學方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；儀器b的名稱為 分液漏斗；由于鈣能夠和水反應，所以裝置B中的硫酸時除去氧氣中的水，防止水和鈣反應，故選b．而D中都盛有濃硫酸，是防止右側(cè)的空氣進入裝置C導致鈣與空氣中的氮氣和二氧化碳等反應，故裝置D的作用選 c
②儀器安裝后應進行的實驗操作需要先檢查裝置的氣密性，然后加入藥品藥品，由于需要排空裝置內(nèi)的空氣后才能讓氧氣和鈣反應，所以應該是先通入氧氣排空裝置內(nèi)的空氣后在點燃酒精燈加熱，待反應完全后熄滅酒精燈，此時繼續(xù)通入氧氣知道冷卻到室溫后停止通知氧氣，防止倒入硫酸．故正確的操作順序為 bcaefgd．
③完全反應后，由有關數(shù)據(jù)記錄，可知，鈣的質(zhì)量為0.28g，理論上生成的過氧化鈣的質(zhì)量為0.5g，則m₂應為14.80g+0.5g=15.3g，結(jié)果m₂與理論值不符，應該是產(chǎn)物中的含有CaO．
（2）
 ①用上述方法制取CaO₂?8H₂O，是氯化鈣加入了氨水和過氧化氫，生成CaO₂?8H₂O和氯化銨，對應的化學方程式是 CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反應物．
 ③沉淀反應時�？刂茰囟仍�0℃左右，其可能原因是過氧化氫易分解、CaO₂?8H₂O易分解，控制溫度為0℃左右的方法是使用冰水混合物；
④由于信息提示“過氧化鈣不溶于醇類、乙醚等“，所以過濾后洗滌沉淀的試劑最好用乙醇．判斷沉淀是否完全洗凈實際上就是看固體表面是否附著氯化銨，也就是檢驗洗滌后的液體中是否有氯離子，所以所用的試劑為硝酸銀溶液；
⑤該制法的副產(chǎn)品為 NH₄Cl（填化學式），為了提高副產(chǎn)品的產(chǎn)率，也就是提高氨水的吸收效率，且不能引入新的雜質(zhì)，所以應該是使用鹽酸．故選 A．
II、過氧化鈣含量測定
（3）
①指出圖中錯誤之處 量筒內(nèi)沒有裝滿水
②由于生成氣體就是氧氣，所以應該是從開始就收集，這一點和氧氣的制取里面的收集時區(qū)別的，收集氧氣強調(diào)的是收集氧氣的純凈，而本實驗強調(diào)的收集氧氣的多少．所以本實驗收集氧氣的最佳時間是 a（導管口剛有氣泡冒出時）．
③正確讀取量筒內(nèi)液面的初始、最終讀數(shù)前都需進行的操作要保證內(nèi)外壓強相等，避免大氣壓強的對體積測定的影響，所以要采取的操作是調(diào)整內(nèi)外液面在一個平面．
④若樣品質(zhì)量為0.20g，反應前量筒讀數(shù)為2.10mL（即0.0021L），反應后量筒讀數(shù)為24.50mL（即0.0245L）（常溫下氧氣的密度為1.429g/L）．由于體積小于50mL，所以為減少誤差，實驗中量筒的最佳規(guī)格是50mL的量筒．
氧氣的質(zhì)量為1.429g/L×（0.0245L-0.0021L）≈0.032g
設CaO₂質(zhì)量為x
CaO₂$\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)量分數(shù)為$\frac{0.072g}{0.20g}$×100%=36%．
⑤若樣品質(zhì)量用wg表示，反應前稱量藥品和試管總質(zhì)量為m g，反應后在空氣中冷卻，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．
設設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)量分數(shù)為$\frac{\frac{9×（m-n）}{4}g}{wg}$×100%=$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%．
此方案測定結(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\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 分液漏斗；  b； c 
②bcaefgd．
③CaO．
（2）
①CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②做反應物．
 ③過氧化氫易分解、CaO₂?8H₂O易分解； 使用冰水混合物；
④乙醇；硝酸銀溶液；
⑤NH₄Cl； A．
（3）
①量筒內(nèi)沒有裝滿水
②a
③調(diào)整內(nèi)外液面在一個平面．
④A．（填字母序號）
 計算樣品中CaO₂含量．（要求計算過程）
⑤$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%； 鈣與氧氣重新結(jié)合．

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