题目内容

4.小明参观某养鱼池时,好奇的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
【提出问题】过氧化钙可否用于制取氧气?
【查阅资料】部分内容如下: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)小明依据过氧化钙在300℃时可分解出氧气,提出猜想Ⅰ.
猜想Ⅰ:加热过氧化钙可制取氧气.

实验装置实验主要过程
①检验装置气密性.操作如下:想将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到导管口有气泡冒出,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.
④停止加热.熄灭酒精灯前,应先将导气管从移出水面.
⑤检验气体.方法是将带火星的木条放在瓶口,若木条复燃,则是氧气.
实验结论: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.
实验装置实验主要过程
①检验装置气密性.
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: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,小明认为农民可用过氧化钙做增氧剂的主要原因是过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,所以可以作为增氧剂.
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: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).
以上建议是否可行,还需进一步通过实验验证.

分析 本题根据教材氧气的实验室制法,通过猜想并进行事实验证.
(1)根据资料可知过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解成氧气,提出相应的猜想加热过氧化钙制氧气;
实验过程和加热固体制取氧气相同.
(2)根据农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量,提出过氧化钙与水反应可制取氧气,但该反应很缓慢,不适合在实验室制氧气.

解答 解:(1)因为过氧化钙(CaO2)室温下稳定,在300℃时分解成氧气,
故答案为:过氧化钙在300℃时可分解出氧气.
加热固体制氧气的步骤为①查、②装、③定、④点、⑤收、⑥移、⑦熄,
故答案为:导管口有气泡冒出;先将导气管从移出水面.
因氧气能助燃,故答案为:将带火星的木条放在瓶口,若木条复燃,则是氧气.
(2)由过氧化钙与水反应,该反应缓慢,不适合在实验室制氧气,但可做鱼池增氧剂,若加快反应,可加热或用催化剂,故答案为:
①过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,所以可以作为增氧剂;
②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).
答案:
(1)过氧化钙在300℃时可分解出氧气;

实验装置实验主要过程
①检验装置气密性.操作如下:想将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到 导管口有气泡冒出,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.
④停止加热.熄灭酒精灯前,应 先将导气管从移出水面.
⑤检验气体.方法是 将带火星的木条放在瓶口,若木条复燃,则是
(2)①过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,所以可以作为增氧剂;
②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).

点评 此类题能训练学生的思维,具有知识的迁移作用,学生在利用所学知识进行猜想验证的过程就是学习过程.

练习册系列答案
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15.实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色粉末.某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究.
【提出问题1】该样品中含有哪些物质?
【提出猜想】通过分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3
猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3
则NaOH变质反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O.
【查阅资料】
CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解.
【实验探究1】为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你完成下列实验报告.
实验操作实验现象实验结论

①取少量样品溶于水,加入过量的氯化钙溶液
有白色沉淀产生该反应的化学方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
②将上述反应后的混合物过滤,取滤液,加入酚酞试液溶液变红色证明猜想Ⅱ正确
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数?
【实验探究2】小红同学设计如图所示装置(铁架台略去),实验在27℃、101kPa下进行,步骤如下:
①按图1连接好装置;
②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞.反应结束后,量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220mL.
请回答下列问题:
(1)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是检查装置的气密性;
(2)B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,其理由是避免二氧化碳溶解在水里而损耗,造成测定结果偏低;
(3)试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响?没有(填“有”或“没有”);
(4)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为48%.(在27℃、101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L)(计算结果精确至1%)

【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体?
【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体,小亮设计了如图2所示的实验流程.
请回答下列问题:
(1)操作①、②、③的名称分别为溶解、过滤、蒸发,为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是玻璃棒;
(2)该实验中发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(3)最终所得氢氧化钠固体质量大于变质后样品中氢氧化钠的质量(填“小于”“等于”或“大于”).
【实验反思】
(1)通过本题,你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量以及除杂提纯物质.为了得到可靠的实验结果,探究过程中你需要思考的问题有①②④⑤⑥(填数字序号);
①选择试剂种类 ②确定试剂用量  ③试剂产地
④实验装置与步骤的设计  ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差
(2)实验探究1中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化,但二者目的不同,分别是检验中将碳酸钠转化为氯化钠,以排除对氢氧化钠检验的干扰、除杂中是将碳酸钠转化为产品氢氧化钠.

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