長途運輸魚苗時,人們常在水中加入少量過氧化鈣(CaO2)固體,爲魚提供氧氣,過氧化鈣與水反應除生成氧氣外,還生成什麼物質

題目:

長途運輸魚苗時,人們常在水中加入少量過氧化鈣(CaO2)固體,爲魚提供氧氣,過氧化鈣與水反應除生成氧氣外,還生成什麼物質?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,還生成什麼物質?
【猜想】另一生成物爲氫氧化鈣.
【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】
較長時間後,同學們發現滴入酚酞後變色了的液體顏色又變回無色,他們認爲褪色的可能原因是______.
【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所示裝置組裝後(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,反應完全後稱量儀器
及反應後物質總質量.測得實驗數據如下表.

樣品質量 裝置及藥品總質量 裝置及反應後物質總質量
實驗數據 144g 394g 378g

【問題討論】

(1)藥水瓶中鹼石灰的作用爲______.
(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於燒杯中並加入適量水混合,再全部倒入燒瓶中,並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,並使兩邊液面相平,打開止水夾和分液漏斗活塞;
④反應結束後,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的密度爲1.97g/L).
【問題討論】
(4)圖中油層的作用爲______,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,滴加稀鹽酸後,發生裝置中的中和反應的化學方程式爲______.
(5)若測得量氣管讀數爲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爲______.步驟2中將樣品和水混合的目的是______.
(7)在充分反應後將燒瓶中的液體蒸乾得到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).

解答:

【進行實驗】酚酞試液遇到鹼性溶液變成紅色;過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氫氣;故答案爲:紅  2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2
【意外發現】較長時間後,同學們發現滴入酚酞後變色了的液體顏色又變回無色,是因爲Ca(OH)2被空氣中的二氧化碳反應掉了;故答案爲:Ca(OH)2與空氣中的二氧化碳氣體反應成生了碳酸鈣
(1)藥水瓶中鹼石灰的作用爲吸收O2中的水蒸氣,起乾燥作用;故答案爲: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;故答案爲: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)根據質量守恆定律:生成氧氣的質量=394.0g-378.0g=16.0g;
設過氧化鈣的質量分數爲x
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2
144                  32
144.0g•x             16g   

144
144.0g•x=
32
16g
   x=50%
故答案爲: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,油層的作用爲:隔絕水和CO2,防止CO2溶於水;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,反應的化學方程式爲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固體爲氯化鈣,可以求鈣元素的質量,最後求過氧化鈣的質量.
故答案爲: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)、鹼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+2H2
(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爲氫氧化鈣,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爲x
CaO2~CaCl2       
72     111
X      55.5g
X=36g                  
解法二
先算出氯化鈣中鈣元素,因爲反應前後鈣元素守恆,可根據鈣元素求出純過氧化鈣質量
再問: 最後一小問過程能詳細點嗎?

試題解析:

實驗探究一:根據實驗探究的過程和學過的知識可知:酚酞試液遇到鹼性溶液變成紅色;過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氫氣;較長時間後,同學們發現滴入酚酞後變色了的液體顏色又變回無色,是因爲Ca(OH)2被空氣中的二氧化碳反應掉了;
實驗探究二:藥水瓶中鹼石灰的作用爲吸收O2中的水蒸氣,起乾燥作用;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:油層的作用爲:隔絕水和CO2,防止CO2溶於水;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,最後求過氧化鈣的質量.

名師點評:

本題考點: 實驗探究物質的性質或變化規律;酸鹼指示劑及其性質;書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式;根據化學反應方程式的計算.
考點點評: 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;關於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.

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