Question

将金属钙置于空气中充分燃烧，然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水，观察到剧烈反应，产生大量的热，并且放出有臭味的气体。对此，化学兴趣小组的同学们在老师的指导下进行了探究。

【査阅资料】①Mg在氮气中燃烧生成氮化镁（Mg₃N₂），氮化镁与水发生复分解反应，有NH₃生成。

②CaO₂遇水反应生成H₂O₂，H₂O₂会分解产生一定量的O₃。

③碘量法是最常用的臭氧测定方法，其原理为：O₃+2KI+H₂O=O₂+I₂+2K0H

（1）甲同学提出:运用类比学习的思想，Ca与Mg是同一主族元素，化学性质具有一定的相似性，因此可以推断Ca在空气燃烧时，能与空气中的氮气反应生成________。

（2）乙同学提出：Ca的性质比Na活泼，在空气中燃烧也有CaO₂生成，其化学方程式为：________。

（3）丙同学对臭味气体的成分提出三种假设。

【提出假设】假设1：产生臭味的气体只是O₃；

假设2：产生臭味的气体只是_______________；

假设3：产生臭味的气体是____________________。

【实验探究】为此，同学们对臭味气体的成分进行了实验探究。实验室提供的实验试剂有：红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉-KI试纸、蒸馏水。

请按下列表格填写完成实验操作、与结论相应的预期现象：

实验操作	预期现象	结论
取少量钙在空气中充分燃烧后的 固体产物于试管中，加少量蒸熘水，分别用________、________在短时间内快速检测产生的气体。	__________	假设1成立
__________	假设2成立
_________	假设3成立

Answer

氮化钙或Ca3N2 Ca+O2CaO2 NH3或氨气 O3和NH3 湿润的红色石蕊试纸 湿润的淀粉-KI试纸 红色石蕊试纸不变蓝色，淀粉-KI试纸变蓝色 红色石蕊试纸变蓝色，淀粉-KI试纸不变蓝色 红色石蕊试纸和淀粉-KI试纸部变蓝色

【解析】(1)Ca与Mg是同一主族元素，化学性质具有一定的相似性，已知Mg与空气中的氧气、二氧化碳及氮气均反应，则Ca也可以，所以Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式为：Ca+O2CaO2 3Ca+N2Ca3N2 2Ca+CO22CaO+C，故答案为：Ca3N2；

(2)Ca的性质比Na活泼，在空气中燃烧也有CaO2生成，反应的化学方程式为Ca+O2CaO2，故答案为：Ca+O2CaO2；

(3)假设2：Ca3N2与水反应生成氨气和氢氧化钙，其反应方程式为：Ca3N2+6H2O═3Ca(OH)2+3NH3↑，故答案为：NH3；

假设3：产生臭味的气体是，故答案为：O3和NH3；

【实验探究】已知氨气溶于水显碱性，所以可用湿润的红色石蕊试纸来检验是否含有氨气，臭氧的强氧化性能使淀粉-KI溶液变蓝色，所以可以用淀粉-KI溶液检验是否含有臭氧，其实验操作为：取少量反应后固体于试管中，向试管中加入少量水，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口；另取少量反应后固体于试管中，向试管中加入少量水，将产生气体通入淀粉-KI溶液中；若红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉-KI溶液不变色 则假设1成立；若红色石蕊试纸不显蓝色，且淀粉-KI溶液变蓝色，则假设2成立；若红色石蕊试纸显蓝色，且淀粉-KI溶液变蓝色，则假设3成立；故答案为：湿润的红色石蕊试纸；湿润的淀粉-KI试纸；红色石蕊试纸不变蓝色，淀粉-KI试纸变蓝色；红色石蕊试纸变蓝色，淀粉-KI试纸不变蓝色；红色石蕊试纸和淀粉-KI试纸部变蓝色。

点睛：本题以Mg和Ca的性质的相似性为知识背景，考查了学生实验探究能力，同时考查了学生对常见物质检验方法的掌握情况。本题的难点是【实验探究】，注意根据物质的性质设计实验操作。