Question

【題目】小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳與氯酸鉀混合加熱，成功的制取并收集了幾瓶氣體。

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，意外發(fā)現(xiàn)制得的氣體有刺激性氣味，于是在老師的指導(dǎo)下對(duì)該氣體成分進(jìn)行探究。

（提出問(wèn)題）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產(chǎn)生的氣體成分是什么？

（查閱資料）

Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產(chǎn)生的氣體只以單質(zhì)形式存在；

Ⅱ．氯氣(Cl2)是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，且能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。

Ⅲ．少量高錳酸鉀固體溶于水成紅色。

（猜想與假設(shè)）

猜想一：該氣體為氧氣；猜想二：該氣體為_____；猜想三：該氣體為氯氣和氧氣。

（實(shí)驗(yàn)探究）

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）	小華用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復(fù)燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色。	猜想_____成立
（2）	小明用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復(fù)燃，D中淀粉碘化鉀試紙_____。	猜想三成立

（反思與評(píng)價(jià)）

老師認(rèn)為小明結(jié)論正確，而小華的不正確，原因是_____。

（拓展應(yīng)用）

Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過(guò)濾，濾液成紅色，該現(xiàn)象說(shuō)明該反應(yīng)還生成了_____。

Ⅱ．通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明氯酸鉀和二氧化錳混合加熱到一定溫度，其中二氧化錳不僅能作為催化劑使氯酸鉀發(fā)生分解反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣，同時(shí)二氧化錳也能直接與氯酸鉀反應(yīng)，生成一種固體和兩種氣體，請(qǐng)根據(jù)以上分析，寫出后一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式_____。

（知識(shí)遷移）

小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)，聯(lián)想到了漁民用過(guò)氧化鈣(CaO2)增加魚池中的含氧量，提出猜想。

（猜想）過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)可制取氧氣。

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象
	試管中加入過(guò)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。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)______(填“能”或“不能”)用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣。

（反思）小林希望對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，請(qǐng)你幫他提出合理化建議_____。

該興趣小組的同學(xué)們購(gòu)得用于增氧的過(guò)氧化鈣產(chǎn)品(雜質(zhì)不含鈣元素)，標(biāo)簽如圖所示。試計(jì)算：

（1）過(guò)氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比為_____；

（2）該過(guò)氧化鈣樣品中，過(guò)氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？_____(寫出計(jì)算過(guò)程)

Answer 1

【答案】氯氣 一 變藍(lán) 氯氣能溶于水，不能用排水法收集 高錳酸鉀 MnO2+KClO3KMnO4+O2+Cl2 不能 加熱過(guò)氧化鈣和水的混合物（或向過(guò)氧化鈣和水的混合物中加入催化劑） 5：4 72%

【解析】

[查閱資料]由質(zhì)量守恒定律可知，生成的氣體可能是氧氣，也可能是氯氣，還可能是氧氣與氯氣的混合物；

[實(shí)驗(yàn)探究]（1）用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙伸入B中，觀察到A中帶火星木條復(fù)燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色，這說(shuō)明氣體中含有氧氣，沒(méi)有氯氣，可見猜想一正確；

若猜想三正確，即氣體是氧氣與氯氣的混合物，所以用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙伸入D中，會(huì)觀察到C中帶火星木條復(fù)燃，D中淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)；

[反思與評(píng)價(jià)]老師認(rèn)為小華的結(jié)論不正確，原因是氯氣能夠溶于水，利用排水法收集時(shí)，即使反應(yīng)生成氯氣，也會(huì)溶解在水中；

[拓展應(yīng)用]Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過(guò)濾，濾液成紅色，該現(xiàn)象說(shuō)明反應(yīng)還生成了高錳酸鉀，這是因?yàn)楦咤i酸鉀溶于水形成紅色溶液；

Ⅱ．在加熱的條件下，二氧化錳和氯酸鉀反應(yīng)生成高錳酸鉀、氧氣和氯氣；反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式：MnO2+KClO3KMnO4+O2+Cl2；

[知識(shí)遷移]實(shí)驗(yàn)結(jié)論：過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)生成氧氣的速率太慢，所以不能用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣；

反思：根據(jù)過(guò)氧化鈣（CaO2）室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解成氧氣，由此可知加熱過(guò)氧化鈣和水的混合物有可能會(huì)使反應(yīng)加快，因此實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方法有加熱過(guò)氧化鈣和水的混合物（或向過(guò)氧化鈣和水的混合物中加入催化劑）；

（1）過(guò)氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比=40：（16×2）=5：4；

（2）該過(guò)氧化鈣樣品中，過(guò)氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。