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：
（1）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

（2）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
4	氯酸鉀和氧化銅（質(zhì)量比1：1）	370
5	氯酸鉀和氧化鐵（質(zhì)量比1：1）	390

【數(shù)據(jù)和結(jié)論】
（I）由實驗與實驗⑤對比，證明猜想合理；
（II）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(yīng)的催化劑，還需驗證它在化學(xué)反應(yīng)前后的和是否改變．
（3）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加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出，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】
（I）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，小林認為漁民用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是 ．
（II）小林希望對此實驗進行改進，使該反應(yīng)加快，請你幫他提出合理化建議
（III）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
你認為猜想（填序號）一定是錯誤的，理由是 ．
（4）【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：

（I）過氧化鈣的相對分子質(zhì)量為；
（II）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比為；
（III）g過氧化鈣與100g碳酸鈣含鈣量相當(dāng)；
（IV）該產(chǎn)品（如圖）中過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為 ．

Answer 1

【答案】
（1）氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比
（2）①；二氧化錳；質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)
（3）不能；過氧化鈣在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，所以可以作為增氧劑；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）；②；化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)前沒有碳元素
（4）72；5：4；72；72%
【解析】解：（1）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；故填：氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比；（2）【數(shù)據(jù)和結(jié)論】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．分解溫度最低的催化效果最好，故答案：二氧化錳；【反思】催化劑是指在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速度而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不發(fā)生改變的物質(zhì)，故答案：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；（3）【猜想Ⅱ】實驗結(jié)論：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；故填：不能；【分析與反思】（I）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；所以答案是：過氧化鈣在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，所以可以作為增氧劑；（II）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）；故填：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）；（III）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；故填：②；化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，而反應(yīng)前沒有碳元素；（4）【計算】（I）過氧化鈣的相對分子質(zhì)量=40+16×2=72；故填：72；（II）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比=40：（16×2）=5：4；故填：5：4；（III）設(shè)過氧化鈣的質(zhì)量為x，則x× ×100%=100g× ×100% x=72g；故填：72；（IV）該產(chǎn)品中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為40%，所以該產(chǎn)品中過氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為= =72%．故填：72%．
【考點精析】關(guān)于本題考查的催化劑的特點與催化作用和質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用，需要了解催化劑（觸媒）：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)．（一變兩不變）催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用；①質(zhì)量守恒定律只適用于化學(xué)變化，不適用于物理變化；②不參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量及不是生成物的物質(zhì)質(zhì)量不能計入“總和”中；③要考慮空氣中的物質(zhì)是否參加反應(yīng)或物質(zhì)（如氣體）有無遺漏才能得出正確答案．