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(shè)計方案:

該方案的實驗?zāi)康氖牵禾骄?/span>____________________對反應(yīng)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(dāng)作二氧化錳放入加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進(jìn)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(shè)計實驗】

按下表進(jìn)行實驗，并測定開始產(chǎn)生氣體時的溫度(即分解溫度，分解溫度越低，表示反應(yīng)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(jié)論】

(1)由實驗_________與實驗④對比，證明猜想理；

(2)實驗所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是_____________________。

【反思】

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(yīng)可制取氧氣。

實驗裝置	實驗主要過程
	①檢查裝置氣密性。 ②在試管中加入過氧化鈣和水后，有少量細(xì)小氣泡緩慢放出，在導(dǎo)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(xì)小氣泡緩慢放出。

實驗結(jié)論：過氧化鈣與水反應(yīng)_______(填“能”或“不能”)用于實驗室制取氧氣。

【分析與反思】

(1)過氧化鈣與水反應(yīng)雖然沒有快速收集到大量氧氣，但由此實驗現(xiàn)象，小林認(rèn)為漁民用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是_____________________________。

(2)同學(xué)們對過氧化鈣與水反應(yīng)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(rèn)為猜想_______(填序號)一定是錯誤的，理由是______________________________。

(3)小林希望對此實驗進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，請你幫他提出合理化建議_______。

【計算】該興趣小組的同學(xué)們購得用于增氧的過氧化鈣產(chǎn)品(雜質(zhì)不含鈣元素)，標(biāo)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(右圖)中過氧化鈣的質(zhì)量至少為___。

Answer 1

【答案】 氯酸鉀、二氧化錳的質(zhì)量比 ① 二氧化錳 不能 過氧化鈣和水反應(yīng)能持續(xù)、緩慢放出氧氣 ② 化學(xué)反應(yīng)前后元素種類保持不變，反應(yīng)前沒有碳元素 對試管里的液體加熱或加催化劑等 72 72克

【解析】根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，該方案的實驗?zāi)康氖牵禾骄柯人徕浐投�氧化錳的質(zhì)量比對反應(yīng)速率的影響；【數(shù)據(jù)和結(jié)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；(2)分解溫度最低的催化效果最好；【猜想Ⅱ】過氧化鈣與水反應(yīng)生成氧氣的速率太慢，所以不能用于實驗室制取氧氣；【分析與反思】(1)根據(jù)實驗現(xiàn)象，過氧化鈣在水中反應(yīng)的速度慢，持續(xù)的時間長，所以用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是：過氧化鈣在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣；(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物為過氧化鈣和水，②的觀點認(rèn)為生成物是碳酸鈣和氧氣，這樣反應(yīng)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；(3)根據(jù)過氧化鈣（CaO2）室溫下穩(wěn)定，在300℃時分解成氧氣，由此可知加熱過氧化鈣和水的混合物有可能會使反應(yīng)加快，因此實驗的改進(jìn)方法有加熱過氧化鈣和水的混合物（或向過氧化鈣和水的混合物中加入催化劑）；【計算】(1)過氧化鈣的相對分子質(zhì)量=40+16×2=72；(2) 該產(chǎn)品(右圖)中過氧化鈣的質(zhì)量至少==72g。