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4.過氧化鈣在常溫下是無色或淡黃色粉末,易溶于酸,難溶于水、乙醇等溶劑,常用于種子消毒、藥物制造、魚池增氧等.某實驗小組用如圖1在實驗室用鈣鹽制取CaO2•8H2O(該反應為放熱反應).

(1)儀器X的作用是防倒吸.
(2)甲為實驗室制取氨氣的裝置,寫出甲中發(fā)生反應的化學方程式Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
(3)制取CaO2•8H2O一般在0~5℃的低溫下進行,原因是低于0℃,液體被凍結,反應困難,溫度過高,過氧化氫分解速率加快,反應為放熱反應,溫度低有利于提高產率.
(4)將過濾得到的CaO2•8H2O經水洗.醇洗后,加熱至130℃時逐漸變?yōu)闊o水CaO2.該實驗小組欲通過測量氣體的體積來探究過氧化鈣與SO2反應的特點.裝置如圖2:
【提出假設】
假設1:反應只發(fā)生2SO2+2CaO2═2CaSO3+O2,SO2未被氧化;
假設2:反應只發(fā)生SO2+CaO2═CaSO4,SO2完全被氧化;
假設3:上述兩個反應均發(fā)生,SO2部分被氧化;
【實驗探究】
該實驗設計有一處明顯錯誤,請指出:①裝置E中廣口瓶中的導氣管應“短進長出”.試劑A可以選用②濃硫酸.
【實驗數(shù)據(jù)處理及討論】
實驗測得裝置C中過氧化鈣質量增加了m1g,裝置D質量增加了m2g,裝置E中收集到的氣體為VL(已換算成標準狀況下),用上述有關測量數(shù)據(jù)表示SO2部分被氧化時的V的關系式③0<V<$\frac{7{m}_{1}}{30}$(用m1表示).

分析 圖1制取CaO2•8H2O:甲制取氨氣:Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O,乙制取CaO2•8H2O:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=2NH4Cl+CaO2•8H2O;圖2:探究過氧化鈣與SO2反應:裝置A亞硫酸鈉和硫酸反應制取二氧化硫,裝置B用濃硫酸干燥二氧化硫,裝置C發(fā)生2SO2+2CaO2═2CaSO3+O2,或SO2+CaO2═CaSO4,裝置D:吸收未反應的二氧化硫,防止對生成的氧氣體積產生干擾,裝置E為測定生成氣體的體積.
(1)由于氨氣在溶液中的溶解度比較大,且儀器B的上部能容納較多的液體,因此其作用是防倒吸;
(2)實驗室制備氨氣是利用固體氯化銨和氫氧化鈣接加熱反應生成;
(3)制取CaO2•8H2O一般在0~5℃的低溫下進行,低于0℃,液體被凍結,反應困難,溫度過高,過氧化氫分解速率加快,反應為放熱反應;
(4)①裝置E量氣裝置導氣管長進短處,不能排液體測定氣體體積;
②考慮到隨二氧化硫帶出的水分也能與過氧化物反應產生氧氣,對實驗結論產生一定的干擾,故應用濃硫酸干燥二氧化硫;
③試劑B的作用是吸收未反應的二氧化硫,防止對生成的氧氣體積產生干擾.若SO2未被氧化,則其反應原理2CaO2+2SO2═2CaSO4+O2;若二氧化硫部分被氧化,則生成部分氧氣;若二氧化硫全部被氧化發(fā)生的反應為:CaO2+SO2=CaSO4,反應過程中無氧氣生成.

解答 解:(1)根據(jù)B的特點構造可以知道儀器X是長頸漏斗,該裝置可以防倒吸,故答案為:防倒吸;
(2)銨鹽和堿反應生成氨氣,實驗室中用氯化銨和氫氧化鈣固體制取氨氣,方程式為:Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O,
故答案為:Ca(OH)2+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)制取CaO2•8H2O:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=2NH4Cl+CaO2•8H2O,一般在0℃~5℃的低溫下進行,低于0℃,液體被凍結,反應困難,溫度過高,過氧化氫分解速率加快,反應為放熱反應,低溫有利于反應正向進行,
故答案為:低于0℃,液體被凍結,反應困難,溫度過高,過氧化氫分解速率加快,反應為放熱反應,溫度低有利于提高產率;
(4)①裝置E量氣裝置導氣管長進短處,不能排液體測定氣體體積,裝置E中廣口瓶中的導氣管應“短進長出”,故答案為:裝置E中廣口瓶中的導氣管應“短進長出”;
②過氧化鈣(CaO2)和水反應,裝置A中試劑需要收水蒸氣,所以試劑A為濃硫酸,用于干燥氣體除去水蒸氣,故答案為:濃硫酸;
③如果二氧化硫完全被氧化,則反應產物為硫酸鈣,二氧化硫全部被氧化,反應的化學方程式為:CaO2+SO2=CaSO4,反應過程中無氧氣生成,V=0,若SO2未被氧化,發(fā)生反應方程式為:2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2,
2CaO2+2SO2=2CaSO3+O2 固體增重
                 1mol 96g
                $\frac{V}{22.4}$mol m1g
1mol×m1g=96g×$\frac{V}{22.4}$mol,解得:V=$\frac{7{m}_{1}}{30}$,
若二氧化硫部分被氧化,則生成的氧氣體積范圍為:0<V<$\frac{7{m}_{1}}{30}$,
故答案為:0<V<$\frac{7{m}_{1}}{30}$.

點評 本題考查了性質實驗方案的設計方法及有關范圍討論化學計算,題目難度中等,明確題干信息及實驗目的為解答此類題的關鍵,解答過程中實驗設計的步驟和實驗方案的確定需要根據(jù)題干要求分析,試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

18.草酸二乙酯可用于苯巴比妥等藥物的中間體,實驗室以草酸(HOOC-COOH)和乙醇為原料制備草酸二乙酯的實驗步驟如下:
步驟1:在上圖所示裝置中,加入無水草酸45g,無水乙醇81g,苯200mL,濃硫酸10mL,攪拌下加熱至68℃~70℃回流共沸脫水.
步驟2:待水基本蒸完后,分離出乙醇和苯.
步驟3:所得混合液冷卻后依次用水、飽和碳酸氫鈉溶液洗滌,再用無水硫酸鈉干燥.
步驟4:常壓蒸餾,收集182-184℃的餾分.
(1)步驟1中發(fā)生反應的化學方程式是,
(2)在本題的實驗中,苯的作用為作溶劑.
(3)若步驟3中用NaOH溶液代替飽和碳酸氫鈉溶液洗滌幾乎沒有得到產物,請用相關反應方程式給予合理解釋
(4)步驟4所用玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶和溫度計、酒精燈.
(5)在本題的實驗中,使用分水器的作用是及時分離出水,其目的是酯化反應是可逆反應,分離出水,使反應向酯化反應方向移動.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

19.1L某溶液中含有0.3mol NaNO3和0.6mol H2SO4,向該溶液中加入7.2g金屬Mg,充分反應后生成的NO在標準狀況下的體積為( 。
A.4.48LB.5.6LC.6.72LD.8.96L

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12.設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( 。
A.1.6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子數(shù)的數(shù)目為0.1NA
B.1molFeI2與足量氯氣反應時轉移的電子數(shù)為2NA
C.1mol Na2O2固體中含離子總數(shù)為4 NA
D.在過氧化鈉與水的反應中,每生成0.1mol氧氣,轉移電子的數(shù)目為0.4

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19.分類法是研究化學的一種方法,下列乙中的物質與甲的分類關系匹配的是( 。
選項
A干燥劑濃硫酸、石灰石、無水氯化鈣
B電解質冰醋酸、鋁、水
C酸性氧化物二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫
D堿性氧化物三氧化鐵、氧化鈉、氧化鋁
A.A、B.B、C.C、D.D、

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9.國際無機化學命名委員會作出決定:把長式周期表原有的主、副族及族號取消,由左至右按原順序改為18列,如堿金屬為第一列,稀有氣體為18列,按這個規(guī)定,下列說法中正確是( 。
A.第3列元素種類最多,第14列元素種類也最多
B.第8、9、10三列元素中沒有非金屬元素
C.從上到下第1列元素的單質熔點逐漸升高,第17列元素的單質熔點逐漸降低
D.只有第2列元素的原子最外層有2個電子

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16.常溫下,下列各組離子在制定溶液中一定能大量共存的是(  )
A.$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1×1014的溶液:Ca2+、Na+、ClO-、NO3-
B.1.0mol•L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
C.含有0.1mo•L-1的Ca2+溶液:Na+、K+、CO32-、Cl-
D.澄清透明的溶液中:Na+、K+、MnO4-、AlO2-

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E.其中A、B、C是同一周期的非金屬元素.化合物DC離子化合物,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構.AC2為非極性分子.B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高.E的原子序數(shù)為24,ECl3能與B、C的氫化物形成六配位的配合物,且兩種配體的物質的量之比為2:1,三個氯離子位于外界.請根據(jù)以上情況,回答下列問題(答題時,A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示)
(1)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C<O<N.
(2)B的氫化物的分子空間構型是三角錐形
(3)一種由B、C組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學式式為N2O.
(4)E的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1ECl3與B、C的氫化物形成的配合物的化學式為[Cr(NH34(H2O)2]Cl3
(5)B的最高價氧化物對應的水化物的稀溶液與D的單質反應時,B被還原到最低價,該反應的化學方程式是4Mg+10HNO3=4Mg(NO32+NH4NO3+3H2O.

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14.有A、B、C三種氣體在一個固定容積的容器中發(fā)生反應,體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖所示.下列說法不正確的是( 。
A.該反應的化學方程式為3A(g)+B(g)═2C(g)
B.若將初始投放的物質濃度增至原來的2倍,則反應物的轉化率增大,平衡常數(shù)不變
C.若第4 min 時降低溫度,到7 min時達到了新的平衡,則此反應的△H<0
D.反應在前3 min的平均反應速率υ(A)=0.31mol•L-1•min-1

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