Question

5．过氧化钙为白色晶体，难溶于水，常用于种子消毒、药物制造、鱼池增氧等．
Ⅰ．某实验小组在实验室用钙盐制取CaO₂•8H₂O．

（1）A为实验室制取氨气的装置，则A中试管所装的试剂的名称为氯化铵和氢氧化钙．
（2）仪器B的作用是防倒吸．
（3）写出生成CaO₂•8H₂O的化学方程式CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O．
（4）制取CaO₂•8H₂O一般在低温下进行，原因是低于0℃，液体被冻结，反应困难，温度过高，过氧化氢分解速率加快，反应为放热反应，温度低有利于提高产率．
Ⅱ．该实验小组欲通过测量气体的体积来探究CaO₂与SO₂反应的特点，装置如图：（硬质玻璃管中为无水CaO₂）

【提出假设】
假设1：只发生反应：2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂，SO₂未被氧化；
假设2：只发生反应：SO₂+CaO₂=CaSO₄，SO₂完全被氧化；
假设3：上述两个反应均发生，SO₂部分被氧化．
【实验探究】
（5）该实验装置有一处明显错误，请用文字改正：装置E中广口瓶中的导气管应“短进长出”．
（6）试剂B为碱石灰，其作用是吸收未反应的SO₂，防止装置E中的水蒸气进入硬质玻璃管与CaO₂反应．
【实验数据处理】
实验测得装置C增重m g，装置E收集到的气体为V L（已换算成标准状况下）．
（7）如果假设3成立，则V的取值范围是0＜V＜$\frac{7m}{30}$．

Answer 1

分析 （1）实验室制备氨气是利用固体氯化铵和氢氧化钙接加热反应生成；
（2）由于氨气在溶液中的溶解度比较大，且仪器B的上部能容纳较多的液体，因此其作用是防倒吸；
（3）结合题意和C装置中的反应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℃的低温下进行，低于0℃，液体被冻结，反应困难，温度过高，过氧化氢分解速率加快，反应为放热反应；
（5）装置E量气装置导气管长进短处，不能排液体测定气体体积；
（6）试剂B的作用是吸收未反应的二氧化硫，防止对生成的氧气体积产生干扰．
（7）如果假设3成立，则二氧化硫部分被氧化，则生成部分氧气，结合反应2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂和SO₂+CaO₂=CaSO₄计算；

解答 解：（1）实验室中用氯化铵和氢氧化钙固体制取氨气，方程式为：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，所以A中试管所装的试剂的名称为氯化铵和氢氧化钙，
故答案为：氯化铵和氢氧化钙；
（2）根据B的特点构造可以知道B是长颈漏斗，该装置可以防倒吸，
故答案为：防倒吸；
（3）结合题意和C装置中的反应物以及原子守恒可知，用CaCl₂、H₂O₂、NH₃可制得CaO₂•8H₂O，反应方程式为CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O，
故答案为：CaCl₂+H₂O₂+2NH₃+8H₂O=2NH₄Cl+CaO₂•8H₂O；
（4）制取CaO₂•8H₂O一般在0℃～5℃的低温下进行，低于0℃，液体被冻结，反应困难，温度过高，过氧化氢分解速率加快，反应为放热反应，低温有利于反应正向进行，
故答案为：低于0℃，液体被冻结，反应困难，温度过高，过氧化氢分解速率加快，反应为放热反应，温度低有利于提高产率；
（5）装置E量气装置导气管长进短处，不能排液体测定气体体积，装置E中广口瓶中的导气管应“短进长出”；
故答案为：装置E中广口瓶中的导气管应“短进长出”；
（6）装置E为测定生成气体的体积，需要把剩余的二氧化硫除去，所以试剂B的作用是吸收未反应的SO₂，防止装置E中的水蒸气进入硬质玻璃管与CaO₂反应，
故答案为：吸收未反应的SO₂，防止装置E中的水蒸气进入硬质玻璃管与CaO₂反应；
反应后的固体可能为Na₂SO₃或Na₂SO₄或二者的混合物，所以提出的假设有三种：
假设1：反应后固体只有Na₂SO₃，证明SO₂未被氧化；
假设2：反应后固体中只有Na₂SO₄，证明SO₂完全被氧化；
假设3：反应后固体为Na₂SO₃和Na₂SO₄的混合物，证明SO₂部分被氧化；
如果二氧化硫完全被氧化，则反应产物为硫酸钙，二氧化硫全部被氧化，反应的化学方程式为：CaO₂+SO₂=CaSO₄，
（7）如果假设3成立，则二氧化硫部分被氧化，则生成部分氧气，结合反应2SO₂+2CaO₂=2CaSO₃+O₂和SO₂+CaO₂=CaSO₄可知，
若SO₂未被氧化，发生反应方程式为：2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂，依据化学方程式和反应增重计算E中收集的氧气：
2CaO₂+2SO₂=2CaSO₃+O₂   固体增重
                1mol    96g
                $\frac{V}{22.4}$mol  mg
1mol×mg=96g×$\frac{V}{22.4}$mol，
解得：V=$\frac{7m}{30}$，
所以当二氧化硫部分被氧化时，则生成的氧气体积范围为：0＜V＜$\frac{7m}{30}$，
故答案为：0＜V＜$\frac{7m}{30}$．

点评 本题考查了性质实验方案的设计方法及有关范围讨论化学计算，题目难度中等，明确题干信息及实验目的为解答此类题的关键，解答过程中实验设计的步骤和实验方案的确定需要根据题干要求分析，试题培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．