Question

10．某興趣小組在制取氧氣的實驗過程中，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，并測定開始產生氣體時的溫度（開始產生氣體的溫度越低，表示反應速度越快）．

實驗編號	實驗藥品	分解溫度（℃）
甲	氯酸鉀	580
乙	氯酸鉀和二氧化錳（質量比1：1）	350
丙	氯酸鉀和氧化銅（質量比1：1）	370
丁	氯酸鉀和氧化鐵（質量比1：1）	390

【數(shù)據(jù)和結論】
（1）選取實驗①①（填寫試驗編號）進行對比，可以證明猜想Ⅰ合理；
（2）實驗所用的三種物質中，催化效果最好的是②二氧化錳．
【反思】
（3）若要證明氧化鐵是該反應的催化劑，還需要在實驗丁中的剩余物加入氯酸鉀，再次加熱，并測定開始產生氣體時的溫度．以上操作是驗證氧化鐵在化學反應前后的③質量是否改變．除此之外，還需要驗證④化學性質是否改變（不要填寫具體的操作）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
	第一步，檢查裝置氣密性． 第二步，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⑤不能（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⑥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．
（2）同學們對過氧化鈣與水反應的生成物猜想如下：A：氫氧化鈣和氧氣  B：碳酸鈣和氧氣
你認為猜想⑦②（填序號）一定是錯誤的，理由是⑧化學反應前后元素的種類不變，而反應前沒有碳元素．
（3）【計算】該興趣小組的同學們取了100克過氧化鈣來制取氧氣，試計算出100克過氧化鈣中氧元素的質量．

Answer 1

分析 【數(shù)據(jù)和結論】（1）比較加入氧化鐵后氯酸鉀分解產生氧氣的溫度與只加熱氯酸鉀時產生氧氣的溫度高低即可；
（2）根據(jù)分解溫度最低的催化效果最好解答；
【反思】（1）根據(jù)催化劑的基本概念解答．
【猜想Ⅱ】實驗結論：根據(jù)過氧化鈣與水反應生成氧氣的速率太慢進行解答；
【分析與反思】
（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象，過氧化鈣在水中反應的速度慢，持續(xù)的時間長，進行分析解答；
（2）根據(jù)質量守恒定律的內涵及應用回答；
（3）根據(jù)元素的質量=化合物的質量×化合物中該元素的質量分數(shù)來分析．

解答 解：
【猜想Ⅰ】（1）加入氧化鐵后氯酸鉀分解產生氧氣的溫度比只加熱氯酸鉀時產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；
【反思】
（3）催化劑是指在化學反應中能改變其他物質的化學反應速度而本身的質量和化學性質都不發(fā)生改變的物質，故答案：質量；化學性質是否改變；
【猜想Ⅱ】實驗結論：過氧化鈣與水反應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】
（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象，過氧化鈣在水中反應的速度慢，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；故答案為：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；
（2）根據(jù)質量守恒定律，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，而反應前沒有碳元素；
（3）100克過氧化鈣中氧元素的質量=100g×$\frac{16×2}{40+16×2}×100%$≈44.4g；故填：44.4g．

點評 本題考查知識綜合，考查的點多面廣．它不但考查了考查了影響化學反應速率的因素，還考查了化學式的相關計算，更考查了裝置的選取方法的掌握和應用，解答此類題目時，只有抓住實驗目的、結論，前后聯(lián)系，進行細致的思考、推斷，才可準確無誤地解答出各個問題．