Question

【題目】“化學反應條件的控制是實驗靈魂”。小林和同學在老師指導下，探究了“影響過氧化氫分解速度的因素”。

（實驗）

（1）取兩支大試管，分別倒入適量的5%、10%的過氧化氫溶液，再加入等量的二氧化錳，各收集一集氣瓶氣體，發(fā)現(xiàn)濃度大的先收集滿。該操作過程中合理的排列順序____________。（選填序號）

①檢驗裝置的氣密性 ②旋緊連有導管的單孔塞

③將水槽中待收集氣體的集氣瓶注滿水 ④有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣

⑤向大試管內(nèi)倒入適量過氧化氫溶液再加入少許二氧化錳粉末

（2）取a 、b兩支試管加入等體積5%的過氧化氫溶液，再分別加入少許二氧化錳粉末、氧化銅（CuO）粉末，發(fā)現(xiàn)a 中比b中產(chǎn)生氣泡多且快。隨即用帶火星的木條分別懸空伸入試管內(nèi)，發(fā)現(xiàn)a中火星復燃，b中火星僅發(fā)亮但不復燃。

（ 結(jié)論）

根據(jù)實驗（1）（2）得出影響過氧化氫溶液分解的因素是________________、_____________。

（反思） “紅磚粉末是否也可以作過氧化氫分解的催化劑？”

（實驗）實驗步驟和現(xiàn)象如下：

①小林分別向兩支試管中加入等質(zhì)量等濃度的過氧化氫溶液，向其中一支試管加入一藥匙紅磚粉末，然后將兩支試管中的氣體通入水中比較產(chǎn)生氣泡的快慢，發(fā)現(xiàn)加入紅磚粉末的試管中反應較快。

②將反應較快的試管內(nèi)固體過濾出來，洗滌、烘干。

③用烘干后的固體重復步驟①的實驗，現(xiàn)象與步驟①完全相同。

試回答：步驟③的實驗目的是___________________________。小林認為通過上述實驗已證明紅磚粉末可以作過氧化氫分解反應的催化劑，但老師認為小林同學的實驗還缺少一個關鍵步驟，請指出來_______________________________________。

（拓展提高）

小林在實驗時，聯(lián)想到了賣魚賣蝦的商販用過氧化鈣（CaO2）增加水池中的含氧量，于是提出如下猜想．

（猜想）過氧化鈣與水反應可制取氧氣．

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____________（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，小林認為商販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，使該反應加快，請你幫他提出合理化建議_____________．

（計算）該興趣小組的同學們購得用于增氧的過氧化鈣產(chǎn)品（雜質(zhì)不含鈣元素），標簽如圖所示．試計算：

（1）過氧化鈣的相對分子質(zhì)量為_____________；

（2）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比為____________；

（3）過氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氧氣，______g過氧化鈣與37g氫氧化鈣含鈣量相當；

（4）該產(chǎn)品（如圖）中過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)至少為_____________．

Answer 1

【答案】③①⑤②④或①③⑤②④ 反應物濃度 催化劑種類 證明紅磚粉末在反應前后的化學性質(zhì)沒有改變 實驗開始和結(jié)束時沒有稱量紅磚粉末的質(zhì)量 不能 過氧化鈣在水中能持續(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/加入催化劑 (合理就給分) 72 5：4 36 72%

【解析】

實驗：利用過氧化氫溶液分解氧氣的實驗操作為：檢驗裝置的氣密性→將水槽中待收集氣體的集氣瓶注滿水→向大試管內(nèi)倒入適量過氧化氫溶液再加入少許二氧化錳粉末→旋緊連有導管的單孔塞→有連續(xù)穩(wěn)定氣泡再排水集氣，其中檢查裝置氣密性和集氣瓶注滿水的操作可以互換，故操作順序為③①⑤②④或①③⑤②④；

結(jié)論：根據(jù)實驗（1）（2）可以得出影響過氧化氫溶液分解的因素是反應物濃度和催化劑種類；

實驗：步驟③的實驗目的是驗證紅磚粉末在反應前后的化學性質(zhì)沒有改變；催化劑應該符合反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)均不變，故小林同學的實驗還缺少一個關鍵步驟，即實驗開始和結(jié)束時沒有稱量紅磚粉末的質(zhì)量；

實驗結(jié)論：過氧化鈣與水反應反應速率極為緩慢，不能用于實驗室制取氧氣；

分析與反思：（1）商販用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是過氧化鈣在水中能持續(xù)、緩慢放出氧氣；（2）對于反應過慢的反應，可以加入合適的催化劑，或者升高反應溫度；

計算：

（1）過氧化鈣化學式為CaO2，故過氧化鈣的相對分子質(zhì)量=40+16×2=72；

（2）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質(zhì)量比=40：16×2=5：4；

（3）假設過氧化鈣質(zhì)量為a，則有：a××100%=37g××100%，解得a=36g；

（4）由圖可知，鈣的質(zhì)量分數(shù)最低為40%，故鈣元素質(zhì)量最少=100g×40%=40g，故過氧化鈣的質(zhì)量=40g÷（×100%）=72g，故過氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)=×100%=72%。