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，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

小芳在實驗時，誤把氧化鐵當(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（提示：開始產(chǎn)生氣體的溫度越低，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
③	氯酸鉀和氧化銅（質(zhì)量比1︰1）	370
④	氯酸鉀和氧化鐵（質(zhì)量比1︰1）	390

（數(shù)據(jù)和結(jié)論）

（1）由實驗_________與實驗④對比，證明猜想合理；

（2）實驗所用的三種物質(zhì)中，催化效果最好的是__________。

（反思）

（1）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。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）

（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__________。

（2）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_________。

（3）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_________。

Answer 1

【答案】氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比 ① 二氧化錳或MnO2 質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 不能 過氧化鈣能在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，所以可作增氧劑 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)前后元素種類不變，而反應(yīng)前沒有碳元素

【解析】

兩組實驗中只有氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比不同，其他條件相同。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，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。

數(shù)據(jù)和結(jié)論：

（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，由實驗①與實驗④對比，證明猜想合理；

（2）實驗所用的三種物質(zhì)中，二氧化錳用作催化劑時，分解溫度最低。催化效果最好的是二氧化錳或MnO2；

反思：

（1）在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(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)叫做催化劑（又叫觸媒）。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)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；

實驗結(jié)論：

根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，過氧化鈣與水反應(yīng)速率太慢，過氧化鈣與水反應(yīng)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(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過氧化鈣能在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，所以可作增氧劑；

（2）小林希望對此實驗進行改進，使該反應(yīng)加快，合理化建議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）；

（3）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。猜想②一定是錯誤的，理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，而反應(yīng)前沒有碳元素。