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)的想法，Ca與Mg是同一主族元素，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性．請寫出Ca在空氣中燃燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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（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：

 

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丙同學(xué)提出用實(shí)驗(yàn)的方法探究放出臭味氣體的成分：（查閱資料）
1：CaO₂遇水反應(yīng)生成H₂O₂，H₂O₂可能會分解產(chǎn)生一定量的O₃
2：碘量法是最常用的臭氧測定方法：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)計方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究）
（3）基于假設(shè)1，該小同學(xué)組設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行試驗(yàn)．請在答題卡上按下表格式完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作步驟、逾期現(xiàn)象及結(jié)論（儀器自選）．
（限選試驗(yàn)試劑）：紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、pH試紙、淀粉-KI溶液、蒸餾水設(shè)計實(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)象與結(jié)論．

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，

Answer 1

考點(diǎn)：同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：（1）Ca與Mg是同一主族元素，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性，根據(jù)Mg在空氣中的燃燒分析；
（2）CaO₂與水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈣，Ca₂N₃與水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈣；
【提出假設(shè)】只含有一種或兩種都有；
（3）根據(jù)氨氣溶于水顯堿性和臭氧的強(qiáng)氧化性設(shè)計實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證二者的存在．

解答： 解：（1）Ca與Mg是同一主族元素，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性，已知Mg與空氣中的氧氣、二氧化碳及氮?dú)饩�反�?yīng)，則Ca也可以，所以Ca在空氣中燃燒發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca+O₂

點(diǎn)燃  .

CaO₂ 3Ca+N₂

點(diǎn)燃  .

Ca₃N₂ 2Ca+CO₂

點(diǎn)燃  .

2CaO+C；
故答案為：Ca+O₂

點(diǎn)燃  .

CaO₂ 3Ca+N₂

點(diǎn)燃  .

Ca₃N₂ 2Ca+CO₂

點(diǎn)燃  .

2CaO+C；
（2）CaO₂與水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈣，其反應(yīng)方程式為：2CaO₂+2H₂O═2Ca（OH）₂+O₂↑，Ca₃N₂與水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈣，其反應(yīng)方程式為：Ca₃N₂+6H₂O═3Ca（OH）₂+3NH₃↑；
故答案為：2CaO₂+2H₂O═2Ca（OH）₂+O₂↑ Ca₃N₂+6H₂O═3Ca（OH）₂+2NH₃↑；
【提出假設(shè)】只含有一種或兩種都有；即假設(shè)該臭味氣體只有O₃，假設(shè)該臭味氣體含有NH₃和O₃，
故答案為：O₃；NH₃和O₃；
（3）已知氨氣溶于水顯堿性，所以可用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗(yàn)是否含有氨氣，臭氧的強(qiáng)氧化性能使淀粉-KI溶液變藍(lán)色，所以可以用淀粉-KI溶液檢驗(yàn)是否含有臭氧，其實(shí)驗(yàn)操作為：

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；	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；

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故答案為：

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；	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；

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點(diǎn)評：本題以Mg和Ca的性質(zhì)的相似性為知識背景，考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，同時考查了學(xué)生對常見物質(zhì)檢驗(yàn)方法的掌握情況，題目難度中等，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計實(shí)驗(yàn)操作．