Question

【題目】某興趣小組在制取氧氣的實驗過程中，有如下實驗設計方案，該方案的實驗目的是：探究氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比對反應速率的影響。

編號	溫度	催化劑	氯酸鉀、二氧化錳的質(zhì)量比	生成1升氧氣所需時間/s
實驗Ⅰ	400℃	MnO2	1:1	153
實驗Ⅱ	400℃	MnO2	2:1	240

小芳在實驗時，誤把氧化銅當作二氧化錳放入加熱，結果發(fā)現(xiàn)也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進行如下探究：

猜想Ⅰ：除二氧化錳、氧化銅外，氧化鐵（Fe2O3）也可以作氯酸鉀分解的催化劑。

（設計實驗）按下表進行實驗，并測定開始產(chǎn)生氣體時的溫度（提示：開始產(chǎn)生氣體的溫度越低，表示反應速度越快）。

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
①	氯酸鉀	580
②	氯酸鉀和二氧化錳（質(zhì)量比1︰1）	350
③	氯酸鉀和氧化銅（質(zhì)量比1︰1）	370
④	氯酸鉀和氧化鐵（質(zhì)量比1︰1）	390

（數(shù)據(jù)和結論）

（1）由實驗_______與實驗④對比，證明猜想合理；

（2）實驗所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是_______。

（反思）

若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還需驗證它在化學反應前后的________和_______是否改變。

小林在實驗時，聯(lián)想到了漁民用過氧化鈣（CaO2）增加魚池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。

猜想Ⅱ：過氧化鈣與水反應可制取氧氣。

實驗裝置	實驗主要過程
	①檢查裝置氣密性。 ②加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出，在導管口幾乎收集不到氣體。該裝置放置到第二天，集氣瓶中只收集到極少量氣體，震蕩試管后仍有少量細小氣泡緩慢放出。

實驗結論：過氧化鈣與水反應可制取氧氣。

（分析與反思）

同學們對過氧化鈣與水反應的生成物猜想如下：①氫氧化鈣和氧氣②碳酸鈣和氧氣

你認為猜想______（填序號）一定是錯誤的，理由是________，過氧化鈣與水反應雖然沒有快速收集到大量氧氣，但過氧化鈣在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，因此小林認為漁民用過氧化鈣做增氧劑。寫出此反應的符號表達式________。

（計算）

該興趣小組的同學們購得用于增氧的過氧化鈣產(chǎn)品（雜質(zhì)不含鈣元素），標簽如圖所示。試計算：

（1）過氧化鈣的相對分子質(zhì)量為_______

（2）該產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)至少為______。

（3）小組同學將3g某物質(zhì)在制得的足量氧氣中充分燃燒生成4.4g二氧化碳和1.8g水，求該物質(zhì)中各元素的原子個數(shù)比（寫出計算過程）。______

Answer 1

【答案】① 二氧化錳（或MnO2） 質(zhì)量 化學性質(zhì) ② 化學反應前后元素的種類不變 CaO2+H2OCa(OH)2+O2 72 72% C:H:O=1:2:1

【解析】

[數(shù)據(jù)和結論]
（1）加入氧化鐵后氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣的溫度比只加熱氯酸鉀時產(chǎn)生氧氣的溫度低很多；故答案選①．
（2）分解溫度最低的催化效果最好，故答案：二氧化錳（或MnO2）；
[反思]
（1）催化劑是指在化學反應中能改變其他物質(zhì)的化學反應速度而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不發(fā)生改變的物質(zhì)，故答案：質(zhì)量；化學性質(zhì)；
[分析與反思]

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，反應物為過氧化鈣和水，②的觀點認為生成物是碳酸鈣和氧氣，這樣反應物中不含有碳元素，而生成物中含碳元素，不遵循質(zhì)量守恒定律，所以錯誤；故填：②；化學反應前后元素的種類不變；過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣，符號表達式為：CaO2+H2OCa(OH)2+O2；
[計算]

（1）過氧化鈣的相對分子質(zhì)量=40+16×2=72；故填：72；
（2）該產(chǎn)品中鈣元素的質(zhì)量分數(shù)最低為40%，所以該產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)至少為=，故填：72%；

（3）二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：×100%×4.4g=1.2g，
水中氫元素的質(zhì)量為：×100%×1.8g=0.2g，
所以該物質(zhì)中氧元素的質(zhì)量為：3g-1.2g-0.2g=1.6g，
該物質(zhì)中各元素的原子個數(shù)比為：C:H:O=。