Question

19．過氧化鈣是一種溫和的氧化劑，常溫下為白色固體，易溶于酸、水、乙醇等溶劑．某實驗小組擬選用如圖1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檢查裝置氣密性后，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⁺，在堿性環境中制取CaO₂•8H₂O的裝置如圖2：
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、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．若所取產品的質量為m g，加熱至恒重時，剩余固體n g，則產品中CaO₂的質量分數為$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%（用字母表示）：

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．

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：dfebcf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：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℃\;}}{\;}$2CaO+O₂↑可求得過氧化鈣的質量為（m-n）g×$\frac{72×2}{32}$=4.5（m-n）g，所以產品中CaO₂的質量分數為：$\frac{4.5（m-n）g}{mg}$×100%=$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%，
故答案為：$\frac{9（m-n）}{2m}$×100%．

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，明確實驗目的和實驗原理為解答關鍵，注意掌握性質實驗方案設計的與評價原則，明確探究物質組成及含量測定的方法，試題充分考查學生的分析理解能力及知識遷移應用能力．