Question

【題目】“化學(xué)反應(yīng)條件的控制是實驗靈魂”。小林和同學(xué)在老師指導(dǎo)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(dǎo)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(fù)燃，b中火星僅發(fā)亮但不復(fù)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(yīng)較快。

②將反應(yīng)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(fù)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?zāi)康氖?/span>___________________________。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(yīng)的催化劑，但老師認為小林同學(xué)的實驗還缺少一個關(guān)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(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(yīng)加快，請你幫他提出合理化建議_____________．

（計算）該興趣小組的同學(xué)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(yīng)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(yīng)物濃度 催化劑種類 證明紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)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(dǎo)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(yīng)物濃度和催化劑種類；

實驗：步驟③的實驗?zāi)康氖球炞C紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)沒有改變；催化劑應(yīng)該符合反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變，故小林同學(xué)的實驗還缺少一個關(guān)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(yīng)反應(yīng)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(yīng)過慢的反應(yīng)，可以加入合適的催化劑，或者升高反應(yīng)溫度；

計算：

（1）過氧化鈣化學(xué)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(shè)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%。