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。小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
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】
(1)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____________________________，
(2)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______________________。
(3)小林希望对此实验进行改进，使该反应加快，请你帮他提出合理化建议_________________。
【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)过氧化钙中氧元素的化合价___________________；
(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为_______；
(3)100g过氧化钙中钙元素质量为______________；
(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为_______。
【答案】 ① 二氧化锰 质量 化学性质 ② 反应前后元素种类不变 略 加热过氧化钙和水的混合物(或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂) -1 5：4 55.6g 72%
【解析】探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响。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。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】【数据和结论】(1)由实验①与实验④对比，证明猜想合理；(2)实验所用的三种物质中，催化效果最好的是二氧化锰，所需温度最低。【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质量和化学性质是否改变。联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。猜想Ⅱ：过氧化钙与水反应可制取氧气。实验结论：过氧化钙与水反应可制取氧气。【分析与反思】(1) 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。猜想②一定是错误的，理由是反应前后元素种类不变。(2) 过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，此反应的符号表达式∶CaO2 ＋H2O→Ca﹙OH﹚2 ＋O2↑。(3) 对此实验进行改进，使该反应加快，合理化建议∶①加热过氧化钙和水的混合物②向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂。【计算】试计算：(1)过氧化钙中氧元素的化合价∶﹙＋2﹚＋2x＝0,x＝－1价；(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为∶40∶16×2＝5：4；(3)100g过氧化钙中钙元素质量为∶100g×
×100％＝55.6g；(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为∶Ca至少为40％，CaO2 相对房子质量是72，过氧化钙的质量分数至少为72％。
点睛∶这是一道综合题，二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂，但不是唯一的催化剂。
【题目】用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量：
实验步骤：在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如图装置所示．用弹簧夹夹住乳胶管．点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞．待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况．
（1）写出红磷在空气中燃烧的化学方程式___________________________．
（2）反应结束后集气瓶中剩余的气体主要是__________，由此可以推测它具有的性质是__________（至少写一点）．
（3）查阅资料得知“铜+氧气
氧化铜”．乙同学又设计了如图2两种装置测定空气中氧气含量，请结合图示回答有关问题．
①装置一和装置二中气球的位置不同，你认为__________________（填“装置一”或“装置二”）更合理．理由___________________________．
②用合适的装置进行实验，并记录了如下实验数据
硬质玻璃管中空气的体积 | 反应前注射器中空气体积 | 充分反应后注射器中气体体积 | 实验测得空气中氧气的体积分数 |
25mL | 15mL | 9mL | ？ |
根据实验数据测得空气中氧气的体积分数为________________．
（4）以下是乙同学对自己实验结果的分析，其中解释不合理的是__________（填序号）．
A．可能是使用的铜粉量过量
B．可能是没有反复推、拉注射器的活塞，装置内氧气没有充分反应
C．可能是没有冷却至室温就读数
D．可能是装置气密性不好，冷却时外界空气进入．
