Question

5．过氧化钙（CaO₂）是一种重要化工试剂，可用于改善水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等．过氧化钙是一种白色结晶体粉末，微溶于水，不溶于醇类、乙醚等，加热至350℃左右开始分解放出氧气，与水缓慢反应生成H₂O₂．易与酸反应生成H₂O₂．
 I、过氧化钙的制取
（1）利用反应Ca+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂，在纯氧条件下，制取CaO₂．
【查阅资料】金属钙化学性质活泼，能与氧气、氮气、氢气二氧化碳、水、酸等反应．
【装置示意图如图1】：请回答下列问题：
①装置A中反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；仪器b的名称为分液漏斗；装置B、D中都盛有浓硫酸，装置B的作用是b（填下面的序号），装置D的作用是c（填下面的序号）
a．观察氧气的流速，判断氧气通入是否过快及氧气与钙反应进行的程度；
b．除去氧气中水，防止水与金属钙反应；
c．防止空气从后面进入C中； 
d．检验氧气
②仪器安装后应进行的实验操作：a．通入氧气   b．检查装置气密性   c．加入药品   d．停止通氧气   e．点燃酒精灯  f．熄灭酒精灯  g．冷却至室温，正确的操作顺序为bcaefgd．
③完全反应后，有关数据记录如下：

玻璃管质量m0/g	玻璃管与钙的质量m1/g	玻璃管与产物的质量m2/g
14.80	15.08	15.25

据此可判断m₂与理论值不符，则产物中的杂质可能是CaO．
（2）在实验室可用钙盐制取CaO₂?8H₂O，再经脱水制得CaO₂．流程示意图如图2，

回答下列问题：①用上述方法制取CaO₂?8H₂O的化学方程式是CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反应物．
 ③沉淀反应时常控制温度在0℃左右，其可能原因是过氧化氢易分解、CaO₂?8H₂O易分解，控制温度为0℃左右的方法是使用冰水混合物；
④过滤后洗涤沉淀的试剂最好用乙醇  判断沉淀是否完全洗净的试剂为硝酸银溶液；
⑤该制法的副产品为NH₄Cl（填化学式），为了提高副产品的产率，结晶前要将溶液的pH调整到合适范围，可加入的试剂是A．
A．盐酸         B．氨水      C．稀硫酸        D．氢氧化钠溶液
II、过氧化钙含量测定
（3）利用图3装置测量产品中CaO₂含量，
①指出图中错误之处量筒内没有装满水
②收集氧气的最佳时间是a
a．导管口刚有气泡冒出时  b导管口气泡连续均匀冒出时．
③正确读取量筒内液面的初始、最终读数前都需进行的操作是调整内外液面在一个平面．
④若样品质量为0.20g，反应前量筒读数为2.10mL，反应后量筒读数为24.50mL（常温下氧气的密度为1.429g/L）．实验中量筒的最佳规格是A．（填字母序号）
 A.50mL      B.100mL      C.1L
计算样品中CaO₂含量．（要求计算过程）
⑤若样品质量用w表示，反应前称量药品和试管总质量为m g，反应后在空气中冷却，称量药品和试管总质量为n g，则CaO₂含量=$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%（用含m、n、w的式子表示）．
此方案测定结果偏小的原因可能是钙与氧气重新结合．

Answer 1

分析 根据给出的转化关系对应的过程分析每个对应的问题，或者直接分析每个问题，从给出的信息中找对应的信息．

解答 解：
I、①装置A是制取氧气的，利用液体和固体反应，所以应该是过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，对应的化学方程式为 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；仪器b的名称为 分液漏斗；由于钙能够和水反应，所以装置B中的硫酸时除去氧气中的水，防止水和钙反应，故选b．而D中都盛有浓硫酸，是防止右侧的空气进入装置C导致钙与空气中的氮气和二氧化碳等反应，故装置D的作用选 c
②仪器安装后应进行的实验操作需要先检查装置的气密性，然后加入药品药品，由于需要排空装置内的空气后才能让氧气和钙反应，所以应该是先通入氧气排空装置内的空气后在点燃酒精灯加热，待反应完全后熄灭酒精灯，此时继续通入氧气知道冷却到室温后停止通知氧气，防止倒入硫酸．故正确的操作顺序为 bcaefgd．
③完全反应后，由有关数据记录，可知，钙的质量为0.28g，理论上生成的过氧化钙的质量为0.5g，则m₂应为14.80g+0.5g=15.3g，结果m₂与理论值不符，应该是产物中的含有CaO．
（2）
 ①用上述方法制取CaO₂?8H₂O，是氯化钙加入了氨水和过氧化氢，生成CaO₂?8H₂O和氯化铵，对应的化学方程式是 CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②加入氨水的作用是做反应物．
 ③沉淀反应时常控制温度在0℃左右，其可能原因是过氧化氢易分解、CaO₂?8H₂O易分解，控制温度为0℃左右的方法是使用冰水混合物；
④由于信息提示“过氧化钙不溶于醇类、乙醚等“，所以过滤后洗涤沉淀的试剂最好用乙醇．判断沉淀是否完全洗净实际上就是看固体表面是否附着氯化铵，也就是检验洗涤后的液体中是否有氯离子，所以所用的试剂为硝酸银溶液；
⑤该制法的副产品为 NH₄Cl（填化学式），为了提高副产品的产率，也就是提高氨水的吸收效率，且不能引入新的杂质，所以应该是使用盐酸．故选 A．
II、过氧化钙含量测定
（3）
①指出图中错误之处 量筒内没有装满水
②由于生成气体就是氧气，所以应该是从开始就收集，这一点和氧气的制取里面的收集时区别的，收集氧气强调的是收集氧气的纯净，而本实验强调的收集氧气的多少．所以本实验收集氧气的最佳时间是 a（导管口刚有气泡冒出时）．
③正确读取量筒内液面的初始、最终读数前都需进行的操作要保证内外压强相等，避免大气压强的对体积测定的影响，所以要采取的操作是调整内外液面在一个平面．
④若样品质量为0.20g，反应前量筒读数为2.10mL（即0.0021L），反应后量筒读数为24.50mL（即0.0245L）（常温下氧气的密度为1.429g/L）．由于体积小于50mL，所以为减少误差，实验中量筒的最佳规格是50mL的量筒．
氧气的质量为1.429g/L×（0.0245L-0.0021L）≈0.032g
设CaO₂质量为x
CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca+O₂↑
72                 32
x                  0.032g
$\frac{72}{32}$=$\frac{x}{0.032g}$
x=0.072g
样品中CaO₂质量分数为$\frac{0.072g}{0.20g}$×100%=36%．
⑤若样品质量用wg表示，反应前称量药品和试管总质量为m g，反应后在空气中冷却，称量药品和试管总质量为n g，根据差量就是生成的氧气的质量可知．生成氧气的质量为mg-ng．
设设CaO₂质量为y
CaO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca+O₂↑
72                 32
y                  mg-ng
$\frac{72}{32}$=$\frac{y}{mg-ng}$
y=$\frac{9（m-n）}{4}g$
样品中CaO₂质量分数为$\frac{\frac{9×（m-n）}{4}g}{wg}$×100%=$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%．
此方案测定结果偏小的原因可能是 钙与氧气重新结合．
故答案为：
（1）
①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑； 分液漏斗；  b； c 
②bcaefgd．
③CaO．
（2）
①CaCl₂+2NH₃•H₂O+H₂O₂+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄Cl；
②做反应物．
 ③过氧化氢易分解、CaO₂?8H₂O易分解； 使用冰水混合物；
④乙醇；硝酸银溶液；
⑤NH₄Cl； A．
（3）
①量筒内没有装满水
②a
③调整内外液面在一个平面．
④A．（填字母序号）
 计算样品中CaO₂含量．（要求计算过程）
⑤$\frac{9×（m-n）}{4w}$×100%； 钙与氧气重新结合．

点评 读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性．解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识．