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(Fe
2O
3)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(CaO
2)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_______。