题目内容
【题目】某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
编号 | 温度 | 催化剂 | 氯酸钾、二氧化锰的质量比 | 生成1升氧气所需时间/s |
实验Ⅰ | 400℃ | MnO2 | 1:1 | 153 |
实验Ⅱ | 400℃ | MnO2 | 2:1 | 240 |
小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行如下探究：
猜想Ⅰ：除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（设计实验）按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度（提示：开始产生气体的温度越低，表示反应速度越快）。
实验编号 | 实验药品 | 分解温度（℃） |
① | 氯酸钾 | 580 |
② | 氯酸钾和二氧化锰（质量比1︰1） | 350 |
③ | 氯酸钾和氧化铜（质量比1︰1） | 370 |
④ | 氯酸钾和氧化铁（质量比1︰1） | 390 |
（数据和结论）
（1）由实验_______与实验④对比，证明猜想合理；
（2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是_______。
（反思）
若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的________和_______是否改变。
猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 | 实验主要过程 |
| ①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。 |
实验结论：过氧化钙与水反应可制取氧气。
（分析与反思）
同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气
你认为猜想______（填序号）一定是错误的，理由是________，过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，因此小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂。写出此反应的符号表达式________。
（计算）
该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品（杂质不含钙元素），标签如图所示。试计算：
（1）过氧化钙的相对分子质量为_______
（2）该产品中过氧化钙的质量分数至少为______。
（3）小组同学将3g某物质在制得的足量氧气中充分燃烧生成4.4g二氧化碳和1.8g水，求该物质中各元素的原子个数比（写出计算过程）。______
【答案】① 二氧化锰（或MnO2） 质量 化学性质 ② 化学反应前后元素的种类不变 CaO2+H2O
Ca(OH)2+O2 72 72% C:H:O=1:2:1
【解析】
[数据和结论]
（1）加入氧化铁后氯酸钾分解产生氧气的温度比只加热氯酸钾时产生氧气的温度低很多；故答案选①．
（2）分解温度最低的催化效果最好，故答案：二氧化锰（或MnO2）；
[反思]
（1）催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速度而本身的质量和化学性质都不发生改变的物质，故答案：质量；化学性质；
[分析与反思]
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物为过氧化钙和水，②的观点认为生成物是碳酸钙和氧气，这样反应物中不含有碳元素，而生成物中含碳元素，不遵循质量守恒定律，所以错误；故填：②；化学反应前后元素的种类不变；过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气，符号表达式为：CaO2+H2OCa(OH)2+O2；
[计算]
（1）过氧化钙的相对分子质量=40+16×2=72；故填：72；
（2）该产品中钙元素的质量分数最低为40%，所以该产品中过氧化钙的质量分数至少为=
，故填：72%；
（3）二氧化碳中碳元素的质量为：
×100%×4.4g=1.2g，
水中氢元素的质量为：
×100%×1.8g=0.2g，
所以该物质中氧元素的质量为：3g-1.2g-0.2g=1.6g，
该物质中各元素的原子个数比为：C:H:O=
。
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【题目】某课外小组研究“影响H2O2 生成O2快慢的因素”的课题。通过查阅资料，他们提出如下猜想。
（提出猜想）催化剂和反应物浓度都会影响H2O2 生成O2 的快慢
（实验过程）实验装置图如下：
实验操作：检查装置气密性良好。将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放出的气体。实验记录
实验编号 | ① | ② | ③ |
反应物 | 5%H2O2 100 mL | 5%H2O2 | 3%H2O2 100 mL |
加入固体 | 0．5 g氯化钠固体 | 0．5 g二氧化锰 | |
收集气体的时间 | 165 s | 46 s | 80 s |
（1）实验②中加入H2O2的体积为_________mL。
（2）实验③中加入的固体和用量为___________。
（结论）该探究过程得出的结论是 ___________。
（反思）H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2 后反应明显加快。小红提出，为了更好的证明二氧化锰和氯化钠是否对H2O2 生成O2快慢有影响，还应该增加一组对比实验。该实验选用的药品和用量为______。
（实验拓展）小红用排水法收集的气体进行氧气的性质实验。
（1）小红进行硫磺和氧气的反应的性质实验时，在空气中与在氧气中对比燃烧，现象差别不明显。造成这种结果的原因是_________________。
（2）为探究影响过氧化氢分解速度的因素，小雨阅读课外资料得知：过氧化氢分解除了用二氧化锰，还可用氧化铜等物质作催化剂。于是在室温下做了如下实验，实验数据记录如下：
过氧化氢的质量 | 过氧化氢的浓度 | CuO的质量 | 相同时间内产生O2体积 | |
Ⅰ | 100.0g | 1% | 0.0g | 5 mL |
Ⅱ | 100.0g | 1% | 2g | 32 mL |
Ⅲ | 100.0g | 4% | 2g | 64 mL |
①本实验中，测量O2体积的装置是________（填编号）。
②通过对上表数据分析，I和II对比影响过氧化氢分解速率的因素是__________；III和II对比影响过氧化氢分解速率的因素是______
③写出该反应的文字表达式__________
④小雨进认为只根据加入CuO在反应中的现象还不能确定其为催化剂，还需验证__
⑤小雨利用上述原理制氧气，若达到可随时控制生成气体的速度的目的，应选择的发生装置________填序号）。
