Question

【題目】小明參觀某養(yǎng)魚(yú)池時(shí)，好奇地發(fā)現(xiàn)農(nóng)民向養(yǎng)魚(yú)池中撒一種叫做過(guò)氧化鈣的淡黃色固體，用來(lái)增加魚(yú)池中的含氧量。小明剛學(xué)完氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，于是他想可否用過(guò)氧化鈣來(lái)制取氧氣。

[提出問(wèn)題]過(guò)氧化鈣可否用于制取氧氣？

[查閱資料]過(guò)氧化鈣（CaO2）室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解成氧氣，可做增氧劑、殺菌劑等。

[猜想與論證]（1）小明依據(jù)_____，提出猜想Ⅰ。

猜想Ⅰ：用加熱過(guò)氧化鈣可制取氧氣。

驗(yàn)證猜想Ⅰ是否正確的有關(guān)實(shí)驗(yàn)如下表，完成表中的空白處：

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程
	①檢驗(yàn)裝置氣密性。操作如下：將導(dǎo)管伸入液面下，用手緊握試管，觀察到_____，松開(kāi)后，有液體進(jìn)入導(dǎo)管； ②加入過(guò)氧化鈣，加熱，導(dǎo)管口有大量氣泡冒出； ③收集一瓶氣體，圖示收集方法為_____，能用該方法收集氧氣的原因是_____； ④停止加熱。熄滅酒精燈前，應(yīng)_____； ⑤檢驗(yàn)氣體。方法是_____。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明，加熱過(guò)氧化鈣可制取氧氣

（2）小明聯(lián)想到農(nóng)民用過(guò)氧化鈣增加魚(yú)池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。

猜想Ⅱ：過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)可制取氧氣。

驗(yàn)證猜想Ⅱ是否正確的有關(guān)實(shí)驗(yàn)如下面表格。

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程
	①檢裝置氣密性 ②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)管口幾乎看不到氣體。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(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明，不能用過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)制取氧氣

[分析與反思]：

①雖然沒(méi)有快速收集到大量氧氣，但由此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小明認(rèn)為農(nóng)民用過(guò)氧化鈣做增氧劑的主要原因是_____。

②小明希望對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，你能幫他提出建議嗎？你的合理建議是：_____。（建議是否可行，還需進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）。

[質(zhì)疑再探究]：純氧能使帶火星的木條復(fù)燃，若氧氣不純能不能使帶火星的木條復(fù)燃呢？使帶火星的本條復(fù)燃的氧氣的最低濃度又是多少呢？帶著這些問(wèn)題小明查閱資料。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②	③	④
氧氣的體積分?jǐn)?shù)	20%	30%	40%	50%
帶火星木條的狀況	無(wú)變化	微亮	復(fù)燃	復(fù)燃

①小明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)_____沒(méi)有必要做，理由是_____。

②自上表可知，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到_____時(shí)，即可使帶火星的木復(fù)燃。

③采用“半值法”探究能減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，若你還想更精準(zhǔn)地測(cè)定能使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣體積分?jǐn)?shù)，你選擇氧氣體積分?jǐn)?shù)為_____來(lái)實(shí)驗(yàn)。假設(shè)排水法能收集到純凈的氧氣，若用一個(gè)300mL的集氣瓶來(lái)做此實(shí)驗(yàn)，需要計(jì)算出集氣瓶中預(yù)先注入水的體積（設(shè)為x），請(qǐng)你列出天于x的方程：_____。

Answer 1

【答案】過(guò)氧化鈣在300℃時(shí)可分解出氧氣。 導(dǎo)管口有氣泡冒出； 排水法； 氧氣不易溶于水； 將導(dǎo)管從水槽中取出； 將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復(fù)燃，證明是氧氣； 過(guò)氧化鈣能與水反應(yīng)緩慢、持續(xù)地放出氧氣； 加入催化劑 ①。 因?yàn)榭諝庵醒鯕獾捏w積分?jǐn)?shù)已經(jīng)達(dá)到21% 40% 35%

【解析】

（1）因?yàn)檫^(guò)氧化鈣（CaO2）室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解成氧氣，提出猜想l。

驗(yàn)證猜想Ⅰ：熟記加熱固體制氧氣的步驟為：查、裝、定、點(diǎn)、收、移、熄。

①檢查裝置氣密性。操作如下：先將導(dǎo)管一端伸入液面以下，用手緊握試管，觀察到導(dǎo)管口有氣泡冒出，松開(kāi)手后，有液體進(jìn)入導(dǎo)管；

③氧氣不易溶于水，所以可用排水法來(lái)收集；

④為了防止冷水倒吸，炸裂試管，所以熄滅酒精燈前要先將導(dǎo)管從水槽中取出；⑤氧氣具有助燃性，所以收集結(jié)束后，檢驗(yàn)氧氣的方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復(fù)燃，證明是氧氣；

（2）[分析與反思]①雖然沒(méi)有快速收集到大量氧氣，小明認(rèn)為農(nóng)民用過(guò)氧化鈣作增氧劑的主要原因是：過(guò)氧化鈣能與水反應(yīng)緩慢、持續(xù)地放出氧氣；

②為了使過(guò)氧化鈣更快地放出氧氣，可以向過(guò)氧化鈣和水的混合物中加入催化劑；

[質(zhì)疑再探究]①因?yàn)榭諝庵醒鯕獾捏w積分?jǐn)?shù)已經(jīng)達(dá)到21%，所以實(shí)驗(yàn)①沒(méi)必要做；

②自上表可知，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到40%時(shí)，即可使帶火星的木復(fù)燃。；

③采用“半值法”還想更精準(zhǔn)地測(cè)定能使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣體積分?jǐn)?shù)，選擇氧氣體積分?jǐn)?shù)為35%；水的體積（設(shè)為x），列出天于x的方程：

＝35%；