题目内容
【题目】某校研究性学习小组的同学进行了以下化学实验：将金属钙置于空气中燃烧，然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水，此过程中反应放出大量的热，并且放出有臭味的气体。
（1）甲同学提出：运用类比学习的思想，Ca与Mg位于同一主族，化学性质具有一定的相似性。请写出Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式___________________。
（2）乙同学提出：Ca的性质比Na活泼，在空气中燃烧还应有CaO2生成，请写出燃烧后固体产物与水反应放出气体的化学方程式____________________。
（3）丙同学提出用实验的方法探究放出臭味气体的成分：
（查阅资料）
1．CaO2遇水反应生成H2O2，H2O2可能会分解产生一定量的O3。
2．碘量法是最常用的臭氧测定方法，其原理为强氧化剂臭氧(O3)与碘化钾(KI)水溶液反应生成游离碘(I2)，臭氧转化为氧气。反应式为O3＋2KI＋H2O=O2＋I2＋2KOH。
（提出假设）
假设1：该臭味气体只有NH3；
假设2：该臭味气体只有________；
假设3：该臭味气体含有________。
（设计方案 进行实验探究）
（4）该小组同学设计如下实验方案，并进行实验，验证上述假设。请完成相关的实验操作步骤、预期现象及结论(仪器自选)。
限选实验试剂：红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉－KI溶液、蒸馏水。
实验操作 | 预期现象与结论 |
取少量反应后固体于试管中，______ | _____________ |
【答案】2Ca＋O2
2CaO、3Ca＋N2Ca3N2、2Ca＋CO22CaO＋C 2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑、Ca3N2＋6H2O=3Ca(OH)2＋2NH3↑ O3 O3和NH3 向试管中加入少量水，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口；另取少量反应后固体于试管中，向试管中加入少量水，将产生的气体通入淀粉－KI溶液中 若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉－KI溶液不变色，则假设1成立；若湿润的红色石蕊试纸不显蓝色，且淀粉－KI溶液变蓝色，则假设2成立；若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉－KI溶液变蓝色，则假设3成立
【解析】
（1）由于镁可以和空气中的氧气、二氧化碳、氮气反应，则钙也可以和空气中的氧气、二氧化碳、氮气反应；
（2）Ca在空气中燃烧的产物中能与水反应放出气体的物质为CaO2和Ca3N2；
（3）根据题中所给信息知，有气味的气体可以是NH3，也可以是O3，还可以是二者的混合物；验证是否含有NH3，可用湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明有NH3；验证是否含有臭氧，可用淀粉KI溶液，由题给信息知臭氧能使淀粉KI溶液变蓝。
（1）由于镁可以和空气中的氧气、二氧化碳、氮气反应，钙与镁的化学性质具有一定的相似性，所以钙也可以和这三种气体发生反应，反应的化学方程式为2Ca+O2
2CaO、3Ca+N2Ca3N2、2Ca+CO22CaO+C，故答案为：2Ca+O22CaO、3Ca+N2Ca3N2、2Ca+CO22CaO+C；
（2）Ca在空气中燃烧的产物中能与水反应放出气体的物质为CaO2和Ca3N2，CaO2与水反应生成氢氧化钙和氧气，反应的化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+ O2↑，Ca3N2与水反应生成氢氧化钙和氨气，反应的化学方程式为Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑，故答案为：2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑、Ca3N2＋6H2O=3Ca(OH)2＋2NH3↑；
（3）根据题中所给信息知，有气味的气体可以是NH3，也可以是O3，还可以是二者的混合物；验证是否含有NH3，可用湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明有NH3；验证是否含有臭氧，可用淀粉KI溶液，由题给信息知臭氧能使淀粉KI溶液变蓝；具体实验操作为向试管中加入少量水，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口；另取少量反应后固体于试管中，向试管中加入少量水，将产生的气体通入淀粉KI溶液中；预期实验现象与结论是若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉KI溶液不变色，则假设1成立；若湿润的红色石蕊试纸不显蓝色，且淀粉KI溶液变蓝色，则假设2成立；若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉KI溶液变蓝色，则假设3成立，故答案为：O3；O3和NH3；向试管中加入少量水，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口；另取少量反应后固体于试管中，向试管中加入少量水，将产生的气体通入淀粉－KI溶液中；若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉－KI溶液不变色，则假设1成立；若湿润的红色石蕊试纸不显蓝色，且淀粉－KI溶液变蓝色，则假设2成立；若湿润的红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉－KI溶液变蓝色，则假设3成立。
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