题目内容
【题目】小明参观某养鱼池时,好奇地发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色固体,用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法,于是他想可否用过氧化钙来制取氧气。
[提出问题]过氧化钙可否用于制取氧气?
[查阅资料]过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解成氧气,可做增氧剂、杀菌剂等。
[猜想与论证](1)小明依据_____,提出猜想Ⅰ。
猜想Ⅰ:用加热过氧化钙可制取氧气。
验证猜想Ⅰ是否正确的有关实验如下表,完成表中的空白处:
实验装置 | 实验主要过程 |
| ①检验装置气密性。操作如下:将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到_____,松开后,有液体进入导管; ②加入过氧化钙,加热,导管口有大量气泡冒出; ③收集一瓶气体,图示收集方法为_____,能用该方法收集氧气的原因是_____; ④停止加热。熄灭酒精灯前,应_____; ⑤检验气体。方法是_____。 |
实验结论:通过上述实验证明,加热过氧化钙可制取氧气 | |
(2)小明联想到农民用过氧化钙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。
验证猜想Ⅱ是否正确的有关实验如下面表格。
实验装置 | 实验主要过程 |
| ①检装置气密性 ②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎看不到气体。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:通过上述实验证明,不能用过氧化钙与水反应制取氧气 | |
[分析与反思]:
①虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是_____。
②小明希望对此实验进行改进,使该反应加快,你能帮他提出建议吗?你的合理建议是:_____。(建议是否可行,还需进一步通过实验验证)。
[质疑再探究]:纯氧能使带火星的木条复燃,若氧气不纯能不能使带火星的木条复燃呢?使带火星的本条复燃的氧气的最低浓度又是多少呢?带着这些问题小明查阅资料。
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ |
氧气的体积分数 | 20% | 30% | 40% | 50% |
带火星木条的状况 | 无变化 | 微亮 | 复燃 | 复燃 |
①小明认为实验_____没有必要做,理由是_____。
②自上表可知,当氧气的体积分数达到_____时,即可使带火星的木复燃。
③采用“半值法”探究能减少实验次数,若你还想更精准地测定能使带火星的木条复燃的氧气体积分数,你选择氧气体积分数为_____来实验。假设排水法能收集到纯净的氧气,若用一个300mL的集气瓶来做此实验,需要计算出集气瓶中预先注入水的体积(设为x),请你列出天于x的方程:_____。
【答案】过氧化钙在300℃时可分解出氧气。 导管口有气泡冒出; 排水法; 氧气不易溶于水; 将导管从水槽中取出; 将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明是氧气; 过氧化钙能与水反应缓慢、持续地放出氧气; 加入催化剂 ①。 因为空气中氧气的体积分数已经达到21% 40% 35%
【解析】
(1)因为过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解成氧气,提出猜想l。
验证猜想Ⅰ:熟记加热固体制氧气的步骤为:查、装、定、点、收、移、熄。
①检查装置气密性。操作如下:先将导管一端伸入液面以下,用手紧握试管,观察到导管口有气泡冒出,松开手后,有液体进入导管;
③氧气不易溶于水,所以可用排水法来收集;
④为了防止冷水倒吸,炸裂试管,所以熄灭酒精灯前要先将导管从水槽中取出;⑤氧气具有助燃性,所以收集结束后,检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明是氧气;
(2)[分析与反思]①虽然没有快速收集到大量氧气,小明认为农民用过氧化钙作增氧剂的主要原因是:过氧化钙能与水反应缓慢、持续地放出氧气;
②为了使过氧化钙更快地放出氧气,可以向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂;
[质疑再探究]①因为空气中氧气的体积分数已经达到21%,所以实验①没必要做;
②自上表可知,当氧气的体积分数达到40%时,即可使带火星的木复燃。;
③采用“半值法”还想更精准地测定能使带火星的木条复燃的氧气体积分数,选择氧气体积分数为35%;水的体积(设为x),列出天于x的方程:
=35%;
【题目】小李同学对维C泡腾片(主要成分如图所示)放入了水中产生大量气泡,十分好奇,于是在征得化学老师的意见后与小组同学展开探究。
![]()
(提出问题)该气体成分是什么?
(猜想与假设)小青说:该气体可能含有CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种。
小丽说:不可能含有N2,因为_____
小亮说:不可能含有H2 和CO,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO_____。
最后同学们共一致认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
(进行实验)
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 将气体通入澄清的石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 |
② | 将带火星的木条伸入到该气体中 | 带火星的木条没有复燃 |
(得出结论)
(1)由实验①可知,该气体中肯定含有_____,该反应的化学方程式Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+X,则X的化学式是_____;
(2)由实验②_____(填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气,理由是_____。