Question

【題目】小明參觀某養魚池時，好奇地發現農民向養魚池中撒一種叫做過氧化鈣的淡黃色固體，用來增加魚池中的含氧量。小明剛學完氧氣的實驗室制法，于是他想可否用過氧化鈣來制取氧氣。

[提出問題]過氧化鈣可否用于制取氧氣？

[查閱資料]過氧化鈣（CaO2）室溫下穩定，在300℃時分解成氧氣，可做增氧劑、殺菌劑等。

[猜想與論證]（1）小明依據_____，提出猜想Ⅰ。

猜想Ⅰ：用加熱過氧化鈣可制取氧氣。

驗證猜想Ⅰ是否正確的有關實驗如下表，完成表中的空白處：

實驗裝置	實驗主要過程
	①檢驗裝置氣密性。操作如下：將導管伸入液面下，用手緊握試管，觀察到_____，松開后，有液體進入導管； ②加入過氧化鈣，加熱，導管口有大量氣泡冒出； ③收集一瓶氣體，圖示收集方法為_____，能用該方法收集氧氣的原因是_____； ④停止加熱。熄滅酒精燈前，應_____； ⑤檢驗氣體。方法是_____。
實驗結論：通過上述實驗證明，加熱過氧化鈣可制取氧氣

（2）小明聯想到農民用過氧化鈣增加魚池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。

猜想Ⅱ：過氧化鈣與水反應可制取氧氣。

驗證猜想Ⅱ是否正確的有關實驗如下面表格。

實驗裝置	實驗主要過程
	①檢裝置氣密性 ②加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出，在導管口幾乎看不到氣體。該裝置放置到第二天，集氣瓶中只收集到極少量氣體，震蕩試管后仍有少量細小氣泡緩慢放出
實驗結論：通過上述實驗證明，不能用過氧化鈣與水反應制取氧氣

[分析與反思]：

①雖然沒有快速收集到大量氧氣，但由此實驗現象，小明認為農民用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是_____。

②小明希望對此實驗進行改進，使該反應加快，你能幫他提出建議嗎？你的合理建議是：_____。（建議是否可行，還需進一步通過實驗驗證）。

[質疑再探究]：純氧能使帶火星的木條復燃，若氧氣不純能不能使帶火星的木條復燃呢？使帶火星的本條復燃的氧氣的最低濃度又是多少呢？帶著這些問題小明查閱資料。

實驗編號	①	②	③	④
氧氣的體積分數	20%	30%	40%	50%
帶火星木條的狀況	無變化	微亮	復燃	復燃

①小明認為實驗_____沒有必要做，理由是_____。

②自上表可知，當氧氣的體積分數達到_____時，即可使帶火星的木復燃。

③采用“半值法”探究能減少實驗次數，若你還想更精準地測定能使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數，你選擇氧氣體積分數為_____來實驗。假設排水法能收集到純凈的氧氣，若用一個300mL的集氣瓶來做此實驗，需要計算出集氣瓶中預先注入水的體積（設為x），請你列出天于x的方程：_____。

Answer 1

【答案】過氧化鈣在300℃時可分解出氧氣。 導管口有氣泡冒出； 排水法； 氧氣不易溶于水； 將導管從水槽中取出； 將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復燃，證明是氧氣； 過氧化鈣能與水反應緩慢、持續地放出氧氣； 加入催化劑 ①。 因為空氣中氧氣的體積分數已經達到21% 40% 35%

【解析】

（1）因為過氧化鈣（CaO2）室溫下穩定，在300℃時分解成氧氣，提出猜想l。

驗證猜想Ⅰ：熟記加熱固體制氧氣的步驟為：查、裝、定、點、收、移、熄。

①檢查裝置氣密性。操作如下：先將導管一端伸入液面以下，用手緊握試管，觀察到導管口有氣泡冒出，松開手后，有液體進入導管；

③氧氣不易溶于水，所以可用排水法來收集；

④為了防止冷水倒吸，炸裂試管，所以熄滅酒精燈前要先將導管從水槽中取出；⑤氧氣具有助燃性，所以收集結束后，檢驗氧氣的方法是將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復燃，證明是氧氣；

（2）[分析與反思]①雖然沒有快速收集到大量氧氣，小明認為農民用過氧化鈣作增氧劑的主要原因是：過氧化鈣能與水反應緩慢、持續地放出氧氣；

②為了使過氧化鈣更快地放出氧氣，可以向過氧化鈣和水的混合物中加入催化劑；

[質疑再探究]①因為空氣中氧氣的體積分數已經達到21%，所以實驗①沒必要做；

②自上表可知，當氧氣的體積分數達到40%時，即可使帶火星的木復燃。；

③采用“半值法”還想更精準地測定能使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數，選擇氧氣體積分數為35%；水的體積（設為x），列出天于x的方程：

＝35%；