Question

【題目】某興趣小組在制取氧氣的實(shí)驗(yàn)過程中，有如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，該方案的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵禾骄?/span>_______對(duì)反應(yīng)速率的影響。

編號(hào)	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(shí)間/s
實(shí)驗(yàn)Ⅰ	400℃	MnO2	1:1	153
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	400℃	MnO2	2:1	240

小芳在實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(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（提示：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（℃）
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(shí)驗(yàn)_________與實(shí)驗(yàn)④對(duì)比，證明猜想合理；

（2）實(shí)驗(yàn)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(yàn)證它在化學(xué)反應(yīng)前后的______和______是否改變。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
	①檢查裝置氣密性。 ②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)________（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__________。

（2）小林希望對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，請(qǐng)你幫他提出合理化建議_________。

（3）同學(xué)們對(duì)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(rèn)為猜想_________ （填序號(hào)）一定是錯(cuò)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程中，有如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，該方案的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵禾骄柯人徕浐投�氧化錳的質(zhì)量比對(duì)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(shí)驗(yàn)①與實(shí)驗(yàn)④對(duì)比，證明猜想合理；

（2）實(shí)驗(yàn)所用的三種物質(zhì)中，二氧化錳用作催化劑時(shí)，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(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(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(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，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(duì)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(cuò)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。