Question

6．过氧化钙是一种重要的化工原料，温度在350℃以上容易分解．
（1）利用反应Ca（s）+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaO₂（s），在纯氧条件下，制取CaO₂的装置示意图1如下：
请回答下列问题：
①装置A中反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；仪器a的名称为蒸馏烧瓶；
 装置D中盛有的液体是浓硫酸，其作用一是观察氧气的流速，判断氧气通入是否过快及氧气与钙反应进行的程度；二是防止空气进入C装置影响产品纯度．仪器安装后应进行的实验操作：
a．通入氧气   b．检查装置气密性   c．加入药品   d．停止通氧气   
e．点燃酒精灯  f．熄灭酒精灯  g．冷却至室温，
正确的操作顺序为bcaefgd．
②完全反应后，有关数据记录如下：

空瓷舟质量m0/g	瓷舟与钙的质量m1/g	瓷舟与产物的质量m2/g
14.80	15.08	15.25

据此可判断m₂与理论值不符，则产物中的杂质可能是CaO、Ca₃N₂等．
（2）利用反应Ca²⁺+H₂O₂+2NH₃•H₂O+6H₂O=CaO₂•8H₂O+2NH₄⁺，在碱性环境中，制取CaO₂的流程示意图2如下：
请回答下列问题：
①主反应中，NH₃•H₂O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；该反应所需的条件及操作为acf（填字母）．
a．把氯化钙溶液逐滴加入过氧化氢-氨水溶液中
b．把过氧化氢-氨水溶液逐滴加入氯化钙溶液中
c．滴加时先搅拌后静置，观察晶体析出
d．滴加时不停搅拌，直至晶体完全析出
e．反应体系热水浴加热
f．反应体系冰水浴冷却
洗涤CaO₂•8H₂O晶体时，判断晶体是否完全洗净的试剂为AgNO₃溶液；滤液循环使用时需在反应器中加入一种物质，该物质的化学式为Ca（OH）₂．
②利用反应2CaO₂ ＞350℃?2CaO+O₂↑测量产品中CaO₂含量时，停止反应且冷却至25℃后的装置示意图3如下：若直接读数确定25℃、1大气压下气体的体积，则测量结果偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）①根据反应原理装置A为制备氧气的装置，则反应的化学方程式为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；仪器a的名称为蒸馏烧瓶；装置D中盛有的液体是浓硫酸，防止空气进入C装置影响产品纯度；因为过氧化钙在350℃以上容易分解，所以先通氧气后点燃酒精灯，再熄灭酒精灯，据此分析仪器安装后应进行的实验操作；
②根据数据计算理论生成产物的质量与实际比，从而结合钙的可能分析杂质；
（2）①根据平衡移动原理分析NH₃•H₂O在Ca²⁺和H₂O₂的反应历程中所起的作用；根据在碱性环境中，制取CaO₂的流程，所以把氯化钙溶液逐滴加入过氧化氢-氨水溶液中
，因为析出的是结晶水合物，所以应静置冷却，据此分析；根据反应生成副产物为氯化铵，则通过检验氯离子即可判断晶体是否完全洗净；滤液循环使用时，则要将氯化铵转化成氯化钙和氨水，所以应加氢氧化钙；
②气体有热胀冷缩效应，刚开始温度较高的时候测量气体体积偏大．

解答 解：（1）①根据反应原理装置A为制备氧气的装置，则反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；仪器a的名称为蒸馏烧瓶；装置D中盛有的液体是浓硫酸，防止空气进入C装置影响产品纯度；因为过氧化钙在350℃以上容易分解，所以先通氧气后点燃酒精灯，再熄灭酒精灯，则仪器安装后应进行的实验操作为：bcaefgd，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；蒸馏烧瓶；防止空气进入C装置影响产品纯度；bcaefgd；
②根据数据，则理论上生成CaO₂的质量为：$\frac{15.08-14.80}{40}$×72=0.504＞15.25-14.80，所以所含杂质的含钙量大于CaO₂，又钙与空气中的氧气和氮气反应，所以产物中的杂质可能是CaO、Ca₃N₂等，
故答案为：CaO、Ca₃N₂等；
（2）①因为要生成多的CaO₂•8H₂O，则使反应不断向正反应进行，所以加NH₃•H₂O中和过氧化氢和Ca²⁺反应析出的氢离子，促进反应进行；因为在碱性环境中，制取CaO₂的流程，所以把氯化钙溶液逐滴加入过氧化氢-氨水溶液中；因为析出的是结晶水合物，所以应静置冷却，所以反应所需的条件及操作为acf；因为反应生成副产物为氯化铵，则通过检验氯离子即可判断晶体是否完全洗净，则应加AgNO₃溶液；滤液循环使用时，则要将氯化铵转化成氯化钙和氨水，所以应加氢氧化钙，
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；acf；AgNO₃溶液； Ca（OH）₂；
②气体有热胀冷缩效应，所以刚开始温度较高的时候测量气体体积偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题考查形式为物质制备流程图题目，涉及装置的连接及化学计算等问题，题目难度较大，做题时注意分析题中关键信息、明确实验基本操作方法，本题较为综合，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．