Question

【題目】過氧化鈣（CaO2）是一種用途廣泛的優良供氧劑，白色固體，微溶于水，可用于魚類養殖。某興趣小組探究過氧化鈣的部分化學性質，裝置如圖。

（資料檢索）

Ⅰ．過氧化鈣與水反應 2CaO2+2H2O=2Ca（OH）2+O2↑

Ⅱ．過氧化鈣與足量的稀鹽酸反應2CaO2+4HCl=2CaCl2+2H2O+O2↑

（實驗探究）

	實驗步驟	實驗現象	實驗結論
實驗一	1、向玻璃管中加入過氧化鈣，將A左側管口換成無孔塞，加熱到315℃，并保持一段時間直至完全反應，用帶火星的木條放在a導管口	木條復燃	有 _____生成
	2、待玻璃管冷卻，取管中少量白色固體，①加適量水充分攪拌；②滴幾滴酚酞試液	① _____②變紅色	固體是氧化鈣
實驗二	1、換裝過氧化鈣，將A左側管口換成單孔塞，連接a，b導管，通入二氧化碳氣體充分反應，同時把帶火星的木條放在c導管口。	木條復燃，固體仍是白色
	2、取適量玻璃管中白色固體，_____。	_____	固體是碳酸鈣

（解釋與結論）

（1）由實驗一可知，過氧化鈣受熱會分解，寫出步驟2中白色固體與水反應的化學方程式：_____。

（2）由實驗二可知，過氧化鈣能與二氧化碳發生反應，寫出其化學方程式：_____。

（3）B裝置中堿石灰的作用是：_____

（分析與計算）

現有一敞口在空氣中的過氧化鈣固體樣品，通過下列實驗，探究其中各成分的質量比為_____。

Answer 1

【答案】氧氣放熱（或水溫升高）加入稀鹽酸，把氣體通入澄清的石灰水中有氣泡產生，石灰水變渾濁CaO+H2O=Ca（OH）2　。2CaO2+2CO2=2CaCO3+O2　。吸收未反應的二氧化碳氣體（或除去氧氣中的二氧化碳）CaO2：Ca（OH）2：CaCO3=72：37：50　。

【解析】

根據氧氣的助燃性以及氧化鈣與水反應放出熱量，碳酸鈣的化學性質，實驗一、二的化學反應的原理，堿石灰的性質與作用，氣體的質量、生成沉淀的質量利用化學方程式進行計算分析解答。

實驗探究：

實驗一：1、氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，所以1中生成的氣體是氧氣；

2、步驟2中白色固體是氧化鈣，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，此反應過程中會放出大量的熱，所以反應現象為放熱（或水溫升高）；

實驗二：若該白色固體是碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳，二氧化碳氣體能使澄清的石灰水變渾濁。所以實驗步驟是取適量玻璃管中白色固體，加入稀鹽酸，把氣體通入澄清的石灰水中；實驗現象是有氣泡產生，石灰水變渾濁；

解釋與結論：

（1）實驗一步驟2中白色固體是氧化鈣，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，反應的化學方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2；

（2）由實驗二可知，過氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣和氧氣，反應的化學方程式是2CaO2+2CO2=2CaCO3+O2；

（3）B裝置中堿石灰是由氧化鈣和氫氧化鈣組成，可以吸收未參加反應的二氧化碳氣體，即除去氧氣中的二氧化碳；

分析與計算：

該固體加入鹽酸后生成了氯化鈣和氣體，氣體能被堿溶液吸收一部分，這是二氧化碳，還余下1.6g氣體，是氧氣。根據實驗探究可知，該固體中存在CaO2、CaCO3 、Ca(OH)2。

設：與鹽酸反應生成1.6g氧氣需要過氧化鈣的質量為x，生成氯化鈣的質量為y，則：

2CaO2+4HCl=2CaCl2+2H2O+O2↑

144 222 32

x y 1.6g

x=7.2g

y=11.1g

設：設生成20g的碳酸鈣需氯化鈣的質量為m

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

111 100

m 20g

m=22.2g

樣品的總質量為15.9g，所以其中氫氧化鈣與碳酸鈣的質量為：15.9g﹣7.2g=8.7g；碳酸鈣、氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣的質量和為：22.2g﹣11.1g=11.1g；

設：樣品中氫氧化鈣的質量為a，與鹽酸反應生成氯化鈣的質量為b，則樣品中碳酸鈣的質量為：8.7g﹣a，與鹽酸反應生成氯化鈣的質量為：11.1g﹣b，則

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

100 111

8.7g﹣a 11.1g﹣b

①

Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O

74 111

a b

②

由①②可得：a=3.7g，則樣品中碳酸鈣的質量為：8.7g﹣3.7g=5g，所以過氧化鈣固體樣品中過氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣的質量比為：7.2g：3.7g：5g=72：37：50。