Question

18．过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色固体，易溶于酸、水、乙醇等溶剂．某实验小组拟选用如图装置（部分固定装置略）制备过氧化钙．

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为dfebcf或dfecbf．（填仪器接口的字母编号，装置可重复使用）
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检查装置气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，
停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞．（填操作）；④拆除装置，取出产物．
（3）利用反应Ca²⁺+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂•8H₂O↓+2NH₄⁺，在碱性环境中制取CaO₂•8H₂O的装置如图：
 
①装置A中发生反应的化学方程式为Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②NH₃在Ca²⁺和H₂O₂的反应历程中所起的作用是中和过氧化氢和Ca²⁺反应析出的氢离子，促进反应进行（或使溶液呈碱性，减少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高产品的产率）．
③反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO₂•8H₂O．检验CaO₂•8H₂O是否洗涤干净的操作为取最后的洗涤液少许于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净，反之则说明未洗涤干净．
④已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．若所取产品的质量为m g，加热至恒重时，剩余固体n g，则产品中CaO₂的质量分数为$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%（用字母表示）：

Answer 1

分析 （1）一般制备纯净干燥的气体的实验装置的顺序为：制备装置→除杂装置→干燥装置等；
（2）实验结束时为防止空气进入装置，还要继续通氧气直到装置冷却；
（3）①根据装置图可知，A是用氯化铵与氢氧化钙加热制氨气，据此书写化学方程式；
②由于过氧化氢和Ca²⁺反应会产生氢离子，用氨气中和氢离子，可以促使反应正向进行；
③反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO₂.8H₂O，通过检验洗涤滤液中是否有氯离子判断CaO₂.8H₂O是否洗涤干净；
④结合题意可知，氧气的质量为mg-ng，根据反应2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑可求得过氧化钙的质量，进而确定质量分数．

解答 解：（1）制备过氧化钙时，用双氧水制备氧气，钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氧气中会混有水蒸气，所以在与钙化合之前需要干燥，选用试剂是浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接浓硫酸的洗气瓶，所以正确的顺序为：dfebcf或dfecbf；
故答案为：dfebcf或dfecbf；
（2）实验结束时为防止空气进入装置，还要继续通氧气直到装置冷却，所以实验结束时的操作为熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞，
故答案为：熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞；
（3）①根据装置图可知，A是用氯化铵与氢氧化钙加热制氨气，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②由于过氧化氢和Ca²⁺反应会产生氢离子，用氨气中和氢离子，可以促使反应正向进行，所以氨气的作用为中和过氧化氢和Ca²⁺反应析出的氢离子，促进反应进行（或使溶液呈碱性，减少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高产品的产率），
故答案为：中和过氧化氢和Ca²⁺反应析出的氢离子，促进反应进行（或使溶液呈碱性，减少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高产品的产率）；
③反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO₂.8H₂O，通过检验洗涤滤液中是否有氯离子判断CaO₂.8H₂O是否洗涤干净，操作为取最后的洗涤液少许于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净；反之则说明未洗涤干净，
故答案为：取最后的洗涤液少许于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若没有白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净，反之则说明未洗涤干净；
④结合题意可知，氧气的质量为mg-ng，根据反应2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑可求得过氧化钙的质量为（m-n）g×$\frac{72×2}{32}$=4.5（m-n）g，所以产品中CaO₂的质量分数为：$\frac{4.5（m-n）g}{mg}$×100%=$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%，
故答案为：$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%．

点评 本题考查实验方案的设计、物质组成及含量测定计算，题目难度中等，明确实验目的和实验原理为解答关键，注意掌握性质实验方案设计的与评价原则，明确探究物质组成及含量测定的方法，试题充分考查学生的分析理解能力及知识迁移应用能力．