Question

長途運輸魚苗時，人們常在水中加入少量過氧化鈣（CaO₂）固體，為魚提供氧氣．
過氧化鈣與水反應除生成氧氣外，還生成什么物質？課外興趣小組決定對這一問題中進行探究，請你參與．
實驗探究一：過氧化鈣與水反應除生成氧氣外，還生成什么物質？【猜想】另一生成物為氫氧化鈣．
【進行試驗】取適量過氧化鈣放入試管中加適量水，向試管中滴加酚酞試液，液體變成______色，則猜想成立．
寫出該反應的化學方程式______．
【意外發現】較長時間后，同學們發現滴入酚酞后變色了的液體顏色又變回無色，你認為褪色的可能原因是______．
【查閱資料】過氧化鈣放置在空氣中，會變質產生氫氧化鈣和碳酸鈣兩種雜質．
實驗探究二：測定久置過氧化鈣純
【實驗過程】
稱量144g樣品放在銅網中，按圖1裝置組裝后  （藥水瓶底部留有小孔），稱量儀器及藥品總質量，將銅網插入足量水中，反應完全后稱量儀器及反應后物質總質量．測得實驗數據如下表．

	樣品 質量	裝置及藥品 總質量	裝置及反應后物質 總質量
實驗數據	144g	394g	378g

【問題討論】
（1）藥水瓶中堿石灰的作用為______．
（2）本實驗測得過氧化鈣含量可能會偏小的原因是______．
（3）根據實驗數據計算：
①生成氧氣______g．
②樣品中過氧化鈣的含量是______g．
實驗探究三：測定久置過氧化鈣樣品中碳酸鈣含量
【測定方案】
①如圖2所示，連接好裝置，檢查裝置氣密性合格；
②稱量20g樣品置于燒杯中，加入適量水混合，完全反應后全部倒入下圖的燒瓶中，向分液漏斗中加入足量稀鹽酸待用；
③將量氣管液面調節到“0”刻度，并使量氣管內液面與油層相平，打開止水夾和分液漏斗活塞；
④反應結束后，再次調節量氣管內液面與油層液面相平，讀出氣體體積；
⑤查得CO₂的密度，計算樣品中碳酸鈣的質量分數．______
（4）圖中油層的作用為______，油層上方留有空氣，會使測量結果______（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．中和反應明顯放出熱量，滴加稀鹽酸后，發生裝置里發生的中和反應的化學方程式為______，這個反應的發生可能使測定結果______（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）．
（5）反應結束后，測得量氣管讀數為1120ml，根據該條件下CO₂的密度得知生成CO₂的質量為2.2g．求樣品中碳酸鈣的質量分數（寫出計算過程）．______
（6）步驟④中再次調節量氣管內液面與油層液面相平的方法______．步驟②中將樣品和水混合的目的是______．
（7）充分反應后將燒瓶中的液體蒸干，得到27.75g固體，這袋樣品在變質前全為過氧化鈣，其質量為______g．

Answer 1

【答案】分析：根據實驗探究的過程和學過的知識可知：酚酞試液遇到堿性溶液變成紅色；過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氫氣；較長時間后，同學們發現滴入酚酞后變色了的液體顏色又變回無色，是因為Ca（OH）₂被空氣中的二氧化碳反應掉了；藥水瓶中堿石灰的作用為吸收O₂中的水蒸氣，起干燥作用；本實驗測得過氧化鈣含量可能會偏小的原因是：生成的氧氣排走了空氣，造成瓶內氣體質量增大；有關化學方程式的計算要準確；油層的作用為：隔絕水和CO₂，防止CO₂溶于水；油層上方留有空氣，不會影響測量結果；氫氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水，此過程是放熱反應，造成氣體體積膨脹，因此結果偏大．調節量氣管內液面與油層液面相平的方法是：要上下移動量氣管，至量氣管內的液面與油層液面相平；除去CaO₂，防止在燒瓶中產生氧氣；有關的計算要準確．根據得到27.75g固體，可以求鈣元素的質量，燃燒求碳酸鈣的質量，最后求過氧化鈣的質量．
解答：解：酚酞試液遇到堿性溶液變成紅色；過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氫氣；較長時間后，同學們發現滴入酚酞后變色了的液體顏色又變回無色，是因為Ca（OH）₂被空氣中的二氧化碳反應掉了；故答案為：紅；2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑；Ca（OH）₂被空氣中的二氧化碳反應掉了
（1）藥水瓶中堿石灰的作用為吸收O₂中的水蒸氣，起干燥作用；故答案為：吸收O₂中的水蒸氣
（2）本實驗測得過氧化鈣含量可能會偏小的原因是：生成的氧氣排走了空氣，造成瓶內氣體質量增大；故答案為：生成的氧氣排走了空氣，造成瓶內氣體質量增大
（3）根據質量守恒定律：生成氧氣的質量=394.0g-378.0g=16.0g；
設過氧化鈣的質量為x
2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑
144                  32
 x                   16g           x=72g
故答案為：16；72；上下移動量氣管，至量氣管內的液面與油層液面相平
（4）油層的作用為：隔絕水和CO₂，防止CO₂溶于水；油層上方留有空氣，不會影響測量結果；氫氧化鈣和鹽酸反應生成氯化鈣和水，此過程是放熱反應，造成氣體體積膨脹，因此結果偏大．故答案為：隔絕水和CO₂，防止CO₂溶于水；不受影響；Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O；偏大；
（5）得到27.75g固體
設碳酸鈣的質量分數為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
20g?y                 2.2g  
      y=25%
故答案為：25%
（6）調節量氣管內液面與油層液面相平的方法是：要上下移動量氣管，至量氣管內的液面與油層液面相平；除去CaO₂，防止在燒瓶中產生氧氣；故答案為：上下移動量氣管，至量氣管內的液面與油層液面相平；除去CaO₂，防止在燒瓶中產生氧氣；
（7）根據得到27.75g固體，可以求鈣元素的質量，燃燒求碳酸鈣的質量，最后求過氧化鈣的質量．故答案為：18
點評：有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．