Question

8．過氧化鈣是一種溫和的氧化劑，常溫下為白色的固體，易溶于酸，難溶于水、乙醇等溶劑．某實驗小組擬選用如圖甲裝置（部分固定裝置略）制備過氧化鈣．

（1）請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為dfebcf或dfecbf（填儀器接口的字母編號，裝置可重復使用）．
（2）根據完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：
①檢驗裝置的氣密性后，裝入藥品；
②打開分液漏斗活塞，通入一段時間氣體，加熱藥品；
③反應結束后，熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關閉分液漏斗的活塞（填操作）；
④拆除裝置，取出產物．
（3）利用反應Ca²⁺+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=CaO₂.8H₂O↓+2NH₄⁺，在堿性環境下制取CaO₂的裝置如圖乙所示：
①裝置A中發生反應的化學方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
②NH₃在Ca²⁺和H₂O₂的反應歷程中所起的作用是中和過氧化氫和Ca²⁺反應析出的氫離子，促進反應進行（或使溶液呈堿性，減少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高產品的產率）．
③反應結束后，經過濾（填操作名稱）、洗滌、低溫烘干可獲得CaO₂.8H₂O．檢驗CaO₂.8H₂O是否洗滌干凈的操作為取最后的洗滌液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若沒有白色沉淀生成，則說明已經洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈．
④已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂．若所取產品質量是mg，加熱至恒重時，剩余固體ng，則產品中CaO₂的質量分數為$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%（用字母表示）．
（4）鈣在空氣中燃燒生成氮化鈣（Ca₃N₂），同時可能生成過氧化鈣．請利用下列試劑，設計試驗檢驗鈣的燃燒產物中是否含有過氧化鈣取樣品少許于試管中，加入酸化的FeCl₂溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則說明樣品中含有過氧化鈣；若溶液不變紅色，則說明樣品中不含有過氧化鈣．（簡要說明實驗步驟、現象和結論）限選試劑：酸化的FeCl₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸．

Answer 1

分析 （1）一般制備純凈干燥的氣體的實驗裝置的順序為：制備裝置→除雜裝置→干燥裝置等；
（2）實驗結束時為防止空氣進入裝置，還要繼續通氧氣直到裝置冷卻；
（3）①根據裝置圖可知，A是用氯化銨與氫氧化鈣加熱制氨氣，據此書寫化學方程式；
②由于過氧化氫和Ca²⁺反應會產生氫離子，用氨氣中和氫離子，可以促使反應正向進行；
③反應結束后，經過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO₂.8H₂O，通過檢驗洗滌濾液中是否有氯離子判斷CaO₂.8H₂O是否洗滌干凈；
④結合題意可知，氧氣的質量為mg-ng，根據反應2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，可求得過氧化鈣的質量，進而確定質量分數；
（4）結合題中提供的試劑可知，通過利用過氧化鈣能氧化亞鐵離子的方法可判斷燃燒產物中是否含有過氧化鈣．

解答 解：（1）制備過氧化鈣時，用雙氧水制備氧氣，鈣屬于極活潑的金屬，極易與水反應生成氫氧化鈣和氫氣，而制備的氧氣中會混有水蒸氣，所以在與鈣化合之前需要干燥，選用試劑是濃硫酸；同時為防止空氣中水蒸氣進入，最后還需要連接濃硫酸的洗氣瓶，所以正確的順序為：dfebcf或dfecbf；
故答案為：idfebcf或dfecbf；
（2）實驗結束時為防止空氣進入裝置，還要繼續通氧氣直到裝置冷卻，所以實驗結束時的操作為熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關閉分液漏斗的活塞，
故答案為：熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關閉分液漏斗的活塞；
（3）①根據裝置圖可知，A是用氯化銨與氫氧化鈣加熱制氨氣，反應的化學方程式為Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，
故答案為：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
②由于過氧化氫和Ca²⁺反應會產生氫離子，用氨氣中和氫離子，可以促使反應正向進行，所以氨氣的作用為中和過氧化氫和Ca²⁺反應析出的氫離子，促進反應進行（或使溶液呈堿性，減少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高產品的產率），
故答案為：中和過氧化氫和Ca²⁺反應析出的氫離子，促進反應進行（或使溶液呈堿性，減少CaO₂•8H₂O的溶解，或提高產品的產率）；
③反應結束后，經過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO₂.8H₂O，通過檢驗洗滌濾液中是否有氯離子判斷CaO₂.8H₂O是否洗滌干凈，操作為取最后的洗滌液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若沒有白色沉淀生成，則說明已經洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈，
故答案為：過濾；取最后的洗滌液少許于試管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若沒有白色沉淀生成，則說明已經洗滌干凈；反之則說明未洗滌干凈；
④結合題意可知，氧氣的質量為mg-ng，根據反應2CaO₂$\frac{\underline{\;350℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑，可求得過氧化鈣的質量為4.5（m-n）g，所以產品中CaO₂的質量分數為$\frac{4.5（m-n）g}{mg}$×100%=$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%，
故答案為：$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%；
（4）結合題中提供的試劑可知，通過利用過氧化鈣能氧化亞鐵離子的方法可判斷燃燒產物中是否含有過氧化鈣，設計試驗為取樣品少許于試管中，加入酸化的FeCl₂溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則說明樣品中含有過氧化鈣；若溶液不變紅色，則說明樣品中不含有過氧化鈣，
故答案為：取樣品少許于試管中，加入酸化的FeCl₂溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則說明樣品中含有過氧化鈣；若溶液不變紅色，則說明樣品中不含有過氧化鈣．

點評 本題考查實驗方案的設計、物質組成及含量測定計算，題目難度中等，充分考查學生的分析理解能力、知識遷移應用能力．