Question

某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了以下化學(xué)實(shí)驗(yàn)：將金屬鈣置于空氣中燃燒，然后向所得固體產(chǎn)物中加入一定量蒸餾水，此過(guò)程中反應(yīng)放出大量的熱，并且放出有臭味的氣體。
（1）甲同學(xué)提出：運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想，Ca與Mg是同一主族元素，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性。
請(qǐng)寫出Ca在空氣中燃燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：                                  。
（2）乙同學(xué)提出：Ca的性質(zhì)比Na活潑，在空氣中燃燒還應(yīng)有CaO₂生成，請(qǐng)寫出燃燒后固體產(chǎn)物與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式：                                       。
丙同學(xué)提出用實(shí)驗(yàn)的方法探究放出臭味氣體的成份：
【查閱資料】1：CaO₂遇水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可能會(huì)分解產(chǎn)生一定量的O₃
2：碘量法是最常用的臭氧測(cè)定方法：其原理為強(qiáng)氧化劑臭氧（O₃）與碘化鉀（KI）水溶液反應(yīng)生成游離碘（I₂）。臭氧還原為氧氣。反應(yīng)式為：O₃+2KI+H₂O＝O₂+I₂+2KOH 【提出假設(shè)】假設(shè)1：該臭味氣體只有NH₃；
假設(shè)2：該臭味氣體只有            ；
假設(shè)3：該臭味氣體含有            。
【設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究】
（3）基于假設(shè)l，該小同學(xué)組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按下表格式完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論（儀器自選）。
【限選實(shí)驗(yàn)試劑】：紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、pH試紙、淀粉一KI溶液、蒸餾水。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)，并按下表格式寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
取少量反應(yīng)后固體于試管中，                                                                                                                               。

 

Answer 1

（1）Ca+O₂＝CaO₂（1分）3Ca+N₂＝Ca₃ N₂（1分）2Ca+CO₂＝2CaO+C （1分）；
（2）2CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂ +O₂↑（2分）Ca₃N₂+6H₂O＝3Ca(OH)₂+2NH₃↑（2分）；
（3）假設(shè)2：該臭味氣體只有O ₃（1分）；
假設(shè)3：該臭味氣體含有O ₃和NH₃（1分）；

實(shí)    驗(yàn)    操    作	預(yù) 期 現(xiàn) 象 與 結(jié) 論
取少量反應(yīng)后固體于試管中，向試管中加入少量水，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口； 另取少量反應(yīng)后固體于試管中，向試管中加入少量水，將產(chǎn)生氣體通入淀粉—KI溶液中； （2分）	若紅色石蕊試紙顯藍(lán)色，且淀粉—KI溶液不變色 則假設(shè)1成立； 若 紅色石蕊試紙不顯藍(lán)色，且淀粉—KI溶液變藍(lán)色， 則假設(shè)2成立； 若紅色石蕊試紙顯藍(lán)色，且淀粉—KI溶液變藍(lán)色，則假設(shè)3成立；（3分）

 

試題分析：（1）Mg在空氣中燃燒，可與O₂、N₂、CO₂反應(yīng)，所以Ca也能與O₂、N₂、CO₂反應(yīng)，進(jìn)而寫出化學(xué)方程式。
（2）CaO₂類比Na₂O₂，寫出CaO₂與H₂O的化學(xué)方程式：2CaO₂+2H₂O＝2Ca(OH)₂ +O₂↑；Ca₃N₂與H₂O發(fā)生水解反應(yīng)，生成Ca(OH)₂與NH₃：Ca₃N₂+6H₂O＝3Ca(OH)₂+2NH₃↑。
（3）根據(jù)題目所給信息：CaO₂遇水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可能會(huì)分解產(chǎn)生一定量的O₃，可推出假設(shè)2為：該臭味氣體只有O ₃，假設(shè)3為：該臭味氣體含有O ₃和NH₃；根據(jù)NH₃溶于水顯堿性，可用濕潤(rùn)的紅色濕潤(rùn)試紙檢驗(yàn)是否含NH₃，利用O₃具有強(qiáng)氧化性，可用淀粉-KI溶液檢驗(yàn)是否含O₃。