Question

【題目】小華同學在實驗室用二氧化錳與氯酸鉀混合加熱，成功的制取并收集了幾瓶氣體。

（1）實驗過程中，意外發現制得的氣體有刺激性氣味，于是在老師的指導下對該氣體成分進行探究。

（提出問題）氯酸鉀與二氧化錳混合加熱后產生的氣體成分是什么？

（查閱資料）

Ⅰ．氯酸鉀與二氧化錳混合加熱產生的氣體只以單質形式存在；

Ⅱ．氯氣(Cl2)是有刺激性氣味的氣體，能溶于水，且能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。

Ⅲ．少量高錳酸鉀固體溶于水成紅色。

（猜想與假設）

猜想一：該氣體為氧氣；猜想二：該氣體為_____；猜想三：該氣體為氯氣和氧氣。

（實驗探究）

序號	實驗操作	實驗現象	實驗結論
（1）	小華用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中	A中帶火星木條復燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色。	猜想_____成立
（2）	小明用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中	C中帶火星木條復燃，D中淀粉碘化鉀試紙_____。	猜想三成立

（反思與評價）

老師認為小明結論正確，而小華的不正確，原因是_____。

（拓展應用）

Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紅色，該現象說明該反應還生成了_____。

Ⅱ．通過實驗證明氯酸鉀和二氧化錳混合加熱到一定溫度，其中二氧化錳不僅能作為催化劑使氯酸鉀發生分解反應生成氯化鉀和氧氣，同時二氧化錳也能直接與氯酸鉀反應，生成一種固體和兩種氣體，請根據以上分析，寫出后一個反應的化學符號表達式_____。

（知識遷移）

小明在實驗時，聯想到了漁民用過氧化鈣(CaO2)增加魚池中的含氧量，提出猜想。

（猜想）過氧化鈣與水反應可制取氧氣。

實驗裝置	實驗主要現象
	試管中加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出，在導管口幾乎收集不到氣體。

實驗結論：過氧化鈣與水反應______(填“能”或“不能”)用于實驗室制取氧氣。

（反思）小林希望對此實驗進行改進，使該反應加快，請你幫他提出合理化建議_____。

該興趣小組的同學們購得用于增氧的過氧化鈣產品(雜質不含鈣元素)，標簽如圖所示。試計算：

（1）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質量比為_____；

（2）該過氧化鈣樣品中，過氧化鈣的質量分數是多少？_____(寫出計算過程)

Answer 1

【答案】氯氣 一 變藍 氯氣能溶于水，不能用排水法收集 高錳酸鉀 MnO2+KClO3KMnO4+O2+Cl2 不能 加熱過氧化鈣和水的混合物（或向過氧化鈣和水的混合物中加入催化劑） 5：4 72%

【解析】

[查閱資料]由質量守恒定律可知，生成的氣體可能是氧氣，也可能是氯氣，還可能是氧氣與氯氣的混合物；

[實驗探究]（1）用排水集氣法收集A、B兩瓶氣體，將帶火星木條伸入A中；濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入B中，觀察到A中帶火星木條復燃，B中淀粉碘化鉀試紙不變色，這說明氣體中含有氧氣，沒有氯氣，可見猜想一正確；

若猜想三正確，即氣體是氧氣與氯氣的混合物，所以用向上排空氣法收集C、D兩瓶氣體，將帶火星木條伸入C中，濕潤的淀粉碘化鉀試紙伸入D中，會觀察到C中帶火星木條復燃，D中淀粉碘化鉀試紙變藍；

[反思與評價]老師認為小華的結論不正確，原因是氯氣能夠溶于水，利用排水法收集時，即使反應生成氯氣，也會溶解在水中；

[拓展應用]Ⅰ．若取氯酸鉀和二氧化錳混合加熱后的少量固體，加入足量水溶解，過濾，濾液成紅色，該現象說明反應還生成了高錳酸鉀，這是因為高錳酸鉀溶于水形成紅色溶液；

Ⅱ．在加熱的條件下，二氧化錳和氯酸鉀反應生成高錳酸鉀、氧氣和氯氣；反應的符號表達式：MnO2+KClO3KMnO4+O2+Cl2；

[知識遷移]實驗結論：過氧化鈣與水反應生成氧氣的速率太慢，所以不能用于實驗室制取氧氣；

反思：根據過氧化鈣（CaO2）室溫下穩定，在300℃時分解成氧氣，由此可知加熱過氧化鈣和水的混合物有可能會使反應加快，因此實驗的改進方法有加熱過氧化鈣和水的混合物（或向過氧化鈣和水的混合物中加入催化劑）；

（1）過氧化鈣中鈣元素與氧元素的質量比=40：（16×2）=5：4；

（2）該過氧化鈣樣品中，過氧化鈣的質量分數=。