Question

【題目】過氧化鈣(CaO2)常用作種子及谷物的無毒性消毒劑，常溫下為白色的固體，微溶于水，且不溶于乙醇、乙醚和堿性溶液，但溶于酸。某實驗小組擬探究CaO2的性質及其實驗室制法。

(1)實驗探究CaO2與酸的反應。

操作	現象
向盛有4gCaO2的大試管中加入10mL稀鹽酸得溶液a	劇烈反應，產生能使帶火星木條復燃的氣體
取5mL溶液a置于試管中,滴入兩滴石蕊溶液	溶液變紅，一段時間后溶液顏色明顯變淺，稍后溶液變為無色

①CaO2與鹽酸反應的化學方程式為_____________。

②加入石蕊溶液后溶液褪色可能是因為溶液a中存在較多的_____________。

(2)用如圖所示裝置制備過氧化鈣，其反應原理為Ca+O2CaO2。

①請選擇實驗所需要的裝置，按氣流方向連接的順序為_____________(填儀器接口的字母，上述裝置可不選用也可重復使用)。

②根據完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：Ⅰ.檢驗裝置的氣密性后，裝入藥品；Ⅱ.打開分液漏斗活塞，通入氣體一段時間，加熱藥品；Ⅲ.反應結束后，_____________(填操作)；Ⅳ.拆除裝置，取出產物。

(3)利用反應Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO28H2O↓+2在堿性環境下制取CaO2的裝置如圖所示。

①NH3在Ca2+和H2O2的反應過程中所起的作用是_____________。

②反應結束后，經過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO28H2O。過濾需要的玻璃儀器是_____________；將沉淀進行洗滌的操作為_____________。

Answer 1

【答案】2CaO2+4HCl=2CaCl2+2H2O+O2↑ H2O2 d→e→f→b→c→e(或→d→e→f→c→b→e) 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 消耗生成的氫離子，促進反應進行(或使溶液呈堿性，減少CaO28H2O的溶解，或提高產品的產率等其他合理答案) 燒杯、漏斗、玻璃棒 沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2-3次

【解析】

實驗探究CaO2與酸的反應，劇烈反應，產生能使帶火星木條復燃的氣體為氧氣，根據元素守恒配平化學方程式；石蕊溶液后溶液褪色說明溶液中含有氧化性物質；制備過氧化鈣時，用錐形瓶中二氧化錳和過氧化氫反應制得氧氣，防止過氧化鈣與水反應要加入干燥裝置，濃硫酸的試劑瓶長進短出，氧氣與鈣在硬質玻璃管中發生反應；利用反應Ca2++H2O2+2NH3+8H2O=CaO28H2O↓+2在堿性環境下制取CaO2，NH3與反應產生的H+結合形成NH4+，促進反應的發生，據此分析。

(1)①CaO2與鹽酸反應產生CaCl2、H2O和氧氣，反應的化學方程式為2CaO2+4HCl=2CaCl2+ 2H2O+O2↑；

②加入石蕊后溶液褪色可能是因為溶液a中存在較多的H2O2；該物質具有氧化性，將紅色的物質氧化變為無色；

(2)用H2O2與MnO2反應產生O2，用濃硫酸干燥，氧氣，燃燒是氧氣與Ca在加熱時發生反應產生CaO2，為防止空氣中的水份影響反應產物，應該再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶。故裝置的連接順序是d→e→f→b→c→e(或d→e→f→c→b→e)；

②根據完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：I.檢驗裝置的氣密性后，裝入藥品；II.打開分液漏斗活塞，通入氣體一段時間，加熱藥品；III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；IV拆除裝置，取出產物；

(3)①根據反應方程式可知NH3與反應產生的H+結合形成NH4+，所以在Ca2+和 H2O2 的反應過程中所起的作用是中和生成的氫離子，促進反應進行；

②反應結束后，經過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O，過濾所需要的玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒；將沉淀進行洗滌的操作為沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀，讓水自然流下，重復2-3次。