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過程中進行探究：
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．
【進行實驗】
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，他們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度
【實驗過程】
稱量144g樣品放在銅網中，按圖1所示裝置組裝后（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______．
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；
②精確稱量一袋樣品質量置于燒杯中并加入適量水混合，再全部倒入燒瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀鹽酸；
③將液面調節到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，打開止水夾和分液漏斗活塞；
④反應結束后，再次調節量氣管兩邊液面相平，讀出氣體體積；
⑤計算樣品中碳酸鈣含量（CO₂的密度為1.97g/L）．
【問題討論】
（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“無影響”）．中和反應放熱，滴加稀鹽酸后，發生裝置中的中和反應的化學方程式為______．
（5）若測得量氣管讀數為896mL，則實驗中選用的量氣管規格合適的是______（填字母序號）　　　　
A、100ml　　 B、1L　　　C、2L
（6）測定方案的步驟4中再次調節量氣管兩邊液面相平的方法為______．步驟2中將樣品和水混合的目的是______．
（7）在充分反應后將燒瓶中的液體蒸干得到55.5g固體，求這袋樣品在變質前的過氧化鈣質量（寫計算過程）．

Answer 1

解：【進行實驗】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；故答案為：紅 2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑
【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，是因為Ca（OH）₂被空氣中的二氧化碳反應掉了；故答案為：Ca（OH）₂與空氣中的二氧化碳氣體反應成生了碳酸鈣
（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（其它合理答案也可）
（3）根據質量守恒定律：生成氧氣的質量=394.0g-378.0g=16.0g；
設過氧化鈣的質量分數為x
2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑
144 32
144.0g?x 16g

x=50%
故答案為：①16.0g；②50%
問題討論：
（4）二氧化碳會與水反應，對測定的體積產生影響，生成多少二氧化碳就會排出多少水，油層的作用為：隔絕水和CO₂，防止CO₂溶于水；油層上方的空氣對測定的結果不會產生影響，但是鹽酸和氫氧化鈣中和生成氯化鈣和水，反應的化學方程式為Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
（5）選用量氣管要接近所測得體積，太大或太小都會產生誤差，
（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；
通過改變液面的高度，改變產生的壓強差，如果在集氣瓶中，過氧化鈣會與水反應生成的氧氣，是測定的結果偏大．
（7）根據得到55.5g固體為氯化鈣，可以求鈣元素的質量，最后求過氧化鈣的質量．
故答案為：探究一：紅色 2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑
二氧化碳與氫氧化鈣反應，沒有氫氧化鈣了
探究二：（1）吸收生成氧氣中的水蒸氣 （2）、堿石灰吸收空氣中二氧化碳與水
（3）16g 50% 探究三：
（4）隔絕二氧化碳和水的接觸 無影響
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
（5）B
（6）固定左邊儀器，將右邊量氣管向下移 使樣品中過氧化鈣轉化為氫氧化鈣，否則有氧氣生成影響實驗結果
（ 7）解法一
設原來純過氧化鈣質量為x
CaO₂～CaCl₂
72 111
X 55.5g
X=36g
解法二
先算出氯化鈣中鈣元素，因為反應前后鈣元素守恒，可根據鈣元素求出純過氧化鈣質量
分析：實驗探究一：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；
實驗探究二：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；有關的計算要準確．
實驗探究三：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，求碳酸鈣的質量，最后求過氧化鈣的質量．
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．