问题 问答题

过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒物质,带有数量不等的结晶水,通常还含部分CaO.

已知:2CaO2•nH2O

.
2CaO+O2↑+2nH2O,2CaO2+4HCl=2CaCl2+2H2O+O2↑.

现称取2.168g过氧化钙样品分成两等份进行下列实验:

实验一:将一份过氧化钙样品充分灼热,结果得到的O2在标准状况下体积为134.4mL.

实验二:将另一份样品溶于适量的稀盐酸中,充分反应后,加入足量的Na2CO3溶液,结果得到1.40g沉淀.

(1)试计算2.168g样品中CaO的质量.

(2)试计算样品中CaO2•nH2O的n值.

答案

(1)n(O2)=

0.1344L
22.4L/mol
=0.006mol,

一份中:n(CaO2•nH2O)=2n(O2)=0.012mol,

n(CaCO3)=

1.40g
100g/mol
=0.014mol,

n(CaO)=n(CaCO3)-n(CaO2•nH2O)=0.002mol,

2.168g样品中m(CaO)=0.002mol×56g/mol×2=0.224g,

答:2.168g样品中CaO的质量为0.224g,

(2)2.168g过氧化钙样品中的质量为2.168g-0.224g,

则2×0.012×(72+18n)=2.168-0.224,

n=0.5,

答:样品中CaO2•nH2O的n值为0.5.

单项选择题
单项选择题

  人类的历史已经表明,科学的进步总是与工具的进步密切相关的。而要进入神奇的纳米世界,我们必须借助目前世界最先进的显微工具,一个能够窥探原子世界、能够排布原子的工具――扫描隧道显微镜(英文缩写为STM)。

  自有人类文明以来,人们就一直为探索微观世界的奥秘而不懈地努力。1674年,荷兰人列文•虎克发明了世界上第一台光学显微镜,并利用这台显微镜首次观察到了血红细胞,从而开始了人类使用仪器来研究微观世界的新纪元。光学显微镜的出现,开阔了人们的观察视野,但是由于受到光波波长的限制,光学显微镜的观察范围只能局限在细胞的水平上,分辨率大约在10-6~10-7米的水平上,人类能否看得更小、更精确一些呢为了达到这个目的,科学家进行了几个世纪不懈的努力。1931年,德国科学家恩斯特•鲁斯卡利用电子透镜可以使电子束聚焦的原理和技术,成功地发明了电子显微镜。电子显微镜一出现即展现了它的优势,电子显微镜的放大倍数提高到上万倍,分辨率达到10-8米。在电子显微镜下,比细胞小得多的病毒也露出了原形,人们的视觉本领得到了进一步的延伸。但是,相对于纳米尺度,所有这些显微镜都还显得太粗糙了,人们盼望着在探索微观世界的历程中再迈出新一步。1981年,世界上第一台具有原子分辨率的扫描隧道显微镜终于诞生了,这项天才的发明被称为“原子世界的眼睛”,通过它,人类得以真正“看到”了原子、分子世界的奇异的情境,在扫描隧道显微镜下,导电物质表面结构的原子、分子状态清晰可见。

  那么,为什么STM有如此高的分辨率呢它是如何工作的为了弄清这个问题,我们先要从隧道效应讲起。在中学时我们就学过,如果在一段导体的两端加上电压,就会有电流流过这个导体;如果把这个导体弄断并分开呢自然就没有电流了。这就是我们所熟悉的电路常识。但是如果我们想象把这断为两截的导体放得非常非常近,比如说距离控制到小于1纳米吧,情况又会怎样呢根据经典电学的常识。你的脑子里也许会反应出,导体没有接上,应该没有电流吧我劝你不要回答得太快,因为奥妙也许就在这里!

  这两截距离小于1纳米的导体能够产生电流,它叫隧道电流,根据量子力学理论的计算和科学实验的证明,当具有电位势差的两个导体之间的距离小到一定程度时,电子将存在一定的几率穿透两导体之间的势垒从一端向另一端跃过,这种电子跃迁的现象在量子力学中被称为隧道效应,而跃迁形成的电流叫做隧道电流。

  扫描隧道显微镜的基本原理就是利用加上高电压的探针与样品,在近距离(<0.1纳米)时产生的隧道电流来“看”原子。要知道,样品的表面在显微镜下实际上是凹凸不平的。而造成其凹凸不平的原因是因为原子的排布不均匀。由于扫描隧道显微镜的探针非常尖锐,通常只有一两个原子那么尖,当探针在样品表面水平方向上有规律地运动时,我们就会发现,与探针相连的电流器会测出探针上电流的变化,这是因为当探针探到样品表面有原子(凸处)的地方,隧道电流就加强,而无原子的地方(凹处)电流就相对弱一些,通过这个微小的变化,科学家就可以通过计算机“看到”原子的存在,也可以通过探针的针尖从样品表面吸起一个原子移到别处,然后撤去电场,让原子落在新位置上。

  有了扫描隧道显微镜,人类就有了观察和排布原子的工具,它为人类打通了通向纳米时代的道路。

文中第二段的主要内容是()。

A.描述了显微镜发展的过程

B.光学、电子、扫描隧道显微镜的对比

C.人们探索微观世界的不懈努力

D.纳米技术的发展使显微镜进一步提高清晰度