Question

10．某興趣小組在制取氧氣的實(shí)驗(yàn)過程中，小芳在實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(jì)實(shí)驗(yàn)】
按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定開始產(chǎn)生氣體時(shí)的溫度（開始產(chǎn)生氣體的溫度越低，表示反應(yīng)速度越快）．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)藥品	分解溫度（℃）
甲	氯酸鉀	580
乙	氯酸鉀和二氧化錳（質(zhì)量比1：1）	350
丙	氯酸鉀和氧化銅（質(zhì)量比1：1）	370
丁	氯酸鉀和氧化鐵（質(zhì)量比1：1）	390

【數(shù)據(jù)和結(jié)論】
（1）選取實(shí)驗(yàn)①①（填寫試驗(yàn)編號(hào)）進(jìn)行對(duì)比，可以證明猜想Ⅰ合理；
（2）實(shí)驗(yàn)所用的三種物質(zhì)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(yīng)的催化劑，還需要在實(shí)驗(yàn)丁中的剩余物加入氯酸鉀，再次加熱，并測(cè)定開始產(chǎn)生氣體時(shí)的溫度．以上操作是驗(yàn)證氧化鐵在化學(xué)反應(yīng)前后的③質(zhì)量是否改變．除此之外，還需要驗(yàn)證④化學(xué)性質(zhì)是否改變（不要填寫具體的操作）小林在實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)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(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(shí)驗(yàn)結(jié)論：過氧化鈣與水反應(yīng)⑤不能（填“能”或“不能”）用于實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xué)們對(duì)過氧化鈣與水反應(yīng)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(rèn)為猜想⑦②（填序號(hào)）一定是錯(cuò)誤的，理由是⑧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．
（3）【計(jì)算】該興趣小組的同學(xué)們?nèi)×?00克過氧化鈣來制取氧氣，試計(jì)算出100克過氧化鈣中氧元素的質(zhì)量．

Answer 1

分析 【數(shù)據(jù)和結(jié)論】（1）比較加入氧化鐵后氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣的溫度與只加熱氯酸鉀時(shí)產(chǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：根據(jù)過氧化鈣與水反應(yīng)生成氧氣的速率太慢進(jìn)行解答；
【分析與反思】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，過氧化鈣在水中反應(yīng)的速度慢，持續(xù)的時(shí)間長，進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵及應(yīng)用回答；
（3）根據(jù)元素的質(zhì)量=化合物的質(zhì)量×化合物中該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來分析．

解答 解：
【猜想Ⅰ】（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(shí)產(chǎn)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(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)是否改變；
【猜想Ⅱ】實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室制取氧氣；故填：不能；
【分析與反思】
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，過氧化鈣在水中反應(yīng)的速度慢，持續(xù)的時(shí)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(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(diǎn)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(cuò)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；
（3）100克過氧化鈣中氧元素的質(zhì)量=100g×$\frac{16×2}{40+16×2}×100%$≈44.4g；故填：44.4g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)綜合，考查的點(diǎn)多面廣．它不但考查了考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，還考查了化學(xué)式的相關(guān)計(jì)算，更考查了裝置的選取方法的掌握和應(yīng)用，解答此類題目時(shí)，只有抓住實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒔Y(jié)論，前后聯(lián)系，進(jìn)行細(xì)致的思考、推斷，才可準(zhǔn)確無誤地解答出各個(gè)問題．