题目内容
过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。某兴趣小组同学对其进行探究。
一、过氧化钙的性质研究
(1)取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,产生无色气泡,将带火星的木条伸进试
管中,观察到带火星的木条 ,说明过氧化钙与水反应有氧气生成。
(2)分别取实验(1)静置后的上层清液少量于两支试管中,向其中一支试管中滴入酚酞试液,发现溶液变成红色,说明溶液呈 性;向另一支试管中通入二氧化碳,溶液变浑浊,说明过氧化钙与水反应还有氢氧化钙生成。
结论:过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气。
二、过氧化钙的制备研究
实验室用钙盐制备CaO2,其主要实验装置(图1)和流程(图2)如下:
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(3)图1试管中的物质是NH4Cl和Ca(OH)2,加热时发生反应生成CaCl2、NH3 和H2O,
反应的化学方程式为 。
(4)“沉淀”时发生的反应为:CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,需
要控制温度在0℃左右,采用的操作是将反应容器放置在 中,反应温度不能过高
的原因是:①防止氨水挥发;② 。
(5)“过滤”所得的副产品NH4Cl可做化肥中的 肥。检验“水洗”已经洗净的方
法是:取最后一次洗涤液少量于试管中, 。
(6)加热分解法是测定CaO2产品纯度的常用方法之一(2CaO2
2CaO+O2↑)。
右图是实验室测定产品中CaO2纯度的装置。实验步骤:检查装置的气密性→装填药品0.30g→调节量气管和水准管两边水位相平→加热至不再有气体放出→冷却至室温,调节量气管和水准管两边水位相平→读数→再重复2次,取平均值,计算。(已知:该温度和压强下的O2密度为1.43g/L)
根据下表数据,计算CaO2产品纯度(请写出计算过程)。
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若样品质量用wg表示,反应前称量药品和小试管总质量为mg,反应后在空气中冷却,称量药品和小试管总质量为ng,则CaO2纯度
,此方案测定结果偏小的原因可能是 。
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在高温条件下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小莉很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
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(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是_____________________。
(2)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近飘到空中的肥皂泡,
有爆鸣声。说明生成的气体是_______。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】(1)常见铁的氧化物的物理性质如下表:
常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
(2)稀盐酸(或稀硫酸)与铁反应产生气体,与铁的氧化物反应没有气体产生。
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe3O4;
猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】根据猜想与假设,设计实验方案加以检验。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
____________________ | _________ | 剩余固体是Fe3O4 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为____________________。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是___________________。