Question

5．過氧化鈣為白色晶體，難溶于水，常用于種子消毒、藥物制造、魚池增氧等．
Ⅰ．某實驗小組在實驗室用鈣鹽制取CaO₂•8H₂O．

（1）A為實驗室制取氨氣的裝置，則A中試管所裝的試劑的名稱為氯化銨和氫氧化鈣．
（2）儀器B的作用是防倒吸．
（3）寫出生成CaO₂•8H₂O的化學方程式CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O．
（4）制取CaO₂•8H₂O一般在低溫下進行，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(chǎn)率．
Ⅱ．該實驗小組欲通過測量氣體的體積來探究CaO₂與SO₂反應的特點，裝置如圖：（硬質玻璃管中為無水CaO₂）

【提出假設】
假設1：只發(fā)生反應：2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂，SO₂未被氧化；
假設2：只發(fā)生反應：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】
（5）該實驗裝置有一處明顯錯誤，請用文字改正：裝置E中廣口瓶中的導氣管應“短進長出”．
（6）試劑B為堿石灰，其作用是吸收未反應的SO₂，防止裝置E中的水蒸氣進入硬質玻璃管與CaO₂反應．
【實驗數(shù)據(jù)處理】
實驗測得裝置C增重m g，裝置E收集到的氣體為V L（已換算成標準狀況下）．
（7）如果假設3成立，則V的取值范圍是0＜V＜$\frac{7m}{30}$．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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；
（3）結合題意和C裝置中的反應物以及原子守恒可知，用CaCl₂、H₂O₂、NH₃可制得CaO₂•8H₂O；
（4）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；
（5）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；
（6）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(chǎn)生干擾．
（7）如果假設3成立，則二氧化硫部分被氧化，則生成部分氧氣，結合反應2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂和SO₂+CaO₂=CaSO₄計算；

解答 解：（1）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，所以A中試管所裝的試劑的名稱為氯化銨和氫氧化鈣，
故答案為：氯化銨和氫氧化鈣；
（2）根據(jù)B的特點構造可以知道B是長頸漏斗，該裝置可以防倒吸，
故答案為：防倒吸；
（3）結合題意和C裝置中的反應物以及原子守恒可知，用CaCl₂、H₂O₂、NH₃可制得CaO₂•8H₂O，反應方程式為CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O，
故答案為：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O；
（4）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，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(chǎn)率；
（5）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”；
（6）裝置E為測定生成氣體的體積，需要把剩余的二氧化硫除去，所以試劑B的作用是吸收未反應的SO₂，防止裝置E中的水蒸氣進入硬質玻璃管與CaO₂反應，
故答案為：吸收未反應的SO₂，防止裝置E中的水蒸氣進入硬質玻璃管與CaO₂反應；
反應后的固體可能為Na₂SO₃或Na₂SO₄或二者的混合物，所以提出的假設有三種：
假設1：反應后固體只有Na₂SO₃，證明SO₂未被氧化；
假設2：反應后固體中只有Na₂SO₄，證明SO₂完全被氧化；
假設3：反應后固體為Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，證明SO₂部分被氧化；
如果二氧化硫完全被氧化，則反應產(chǎn)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，
（7）如果假設3成立，則二氧化硫部分被氧化，則生成部分氧氣，結合反應2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂和SO₂+CaO₂=CaSO₄可知，
若SO₂未被氧化，發(fā)生反應方程式為：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂，依據(jù)化學方程式和反應增重計算E中收集的氧氣：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂   固體增重
                1mol    96g
                $\frac{V}{22.4}$mol  mg
1mol×mg=96g×$\frac{V}{22.4}$mol，
解得：V=$\frac{7m}{30}$，
所以當二氧化硫部分被氧化時，則生成的氧氣體積范圍為：0＜V＜$\frac{7m}{30}$，
故答案為：0＜V＜$\frac{7m}{30}$．

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．