Question

12．小明參觀某養魚池時，好奇的發現農民向養魚池中撒一種淡黃色固體--過氧化鈣，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制取氧氣．
【提出問題】過氧化鈣可否用于制取氧氣？
【查閱資料】部分內容如下：過氧化鈉與水反應的原理：
Na₂O₂+H₂O→NaOH+O₂，且CaO₂與Na₂O₂的化學性質非常相似．請寫出CaO₂與H₂O反應的化學方程式2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑．
過氧化鈣（CaO₂）室溫下穩定，在300℃時分解生成氧氣，主要用途可做增氧劑、殺菌劑等．
【猜想與驗證】
（1）小明依據資料顯示：加熱過氧化鈣可制取氧氣．
實驗主要過程：
①檢查裝置氣密性．操作如下：先將導管伸入液面下，用手緊握試管，觀察到導管口有氣泡冒出，松開手后，導管口有液面上升．
②加入過氧化鈣，加熱，當導管口氣泡連續均勻冒出時，開始收集氧氣．
③收集滿一瓶氣體，并將集氣瓶正放在桌上．
④停止加熱．熄滅酒精燈前，應將導管移出水面．
⑤檢驗氣體．方法是將一根帶火星的木條靠近集氣瓶口，如果木條復燃，說明該瓶內的氣體是氧氣．
實驗結論：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．
實驗主要過程：
①檢查裝置氣密性．
②加入過氧化鈣和水后，有少量細小氣泡緩慢放出．
③在導管口幾乎收集不到氣體．該裝置放置到第二天，集氣瓶中只收集到極少量氣體，振蕩試管后仍有少量細小氣泡緩慢放出．
實驗結論：不能用過氧化鈣與水反應制取氧氣．
分析與反思：
雖然沒有快速收集到大量氧氣，但由此實驗現象，小明推導出農民用過氧化鈣做增氧劑的主要原因是過氧化鈣在水中持續、緩慢放出氧氣，所以可以作為增氧劑．
（3）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：加熱過氧化鈣和水的混合物．這些建議是否可行，還需進一步通過實驗驗證．

Answer 1

分析 【查閱資料】首先根據反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據化學方程式的書寫方法、步驟進行書寫即可．
（1）根據資料可知過氧化鈣（CaO₂）室溫下穩定，在300℃時分解成氧氣，提出相應的猜想加熱過氧化鈣制氧氣；
實驗過程和加熱固體制取氧氣相同．
（2）根據實驗現象，過氧化鈣在水中反應的速度慢，持續的時間長，進行分析解答；
（3）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進行分析解答．

解答 解：【查閱資料】由題意進行類別，CaO₂與H₂O反應生成氫氧化鈣和氧氣，反應的化學方程式為：2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑．
故填：2CaO₂+2H₂O=2Ca（OH）₂+O₂↑．
（1）①根據檢查裝置氣密性的方法是：將導管插入水中，手握住試管，如果導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內有一段上升液柱，說明該裝置氣密性良好，證明不漏氣；
故答案為：導管口有氣泡冒出；
②當導管口氣泡連續均勻冒出時，開始收集氧氣，以防收集的氧氣不純．
故答案為：導管口氣泡連續均勻冒出時；
⑤檢驗氧氣集滿的方法是：將一根帶火星的木條靠近集氣瓶口，如果木條復燃，說明該瓶內的氣體是氧氣，
故答案為：將一根帶火星的木條靠近集氣瓶口，如果木條復燃，說明該瓶內的氣體是氧氣；
（2）由過氧化鈣與水反應，該反應緩慢，不適合在實驗室制氧氣，但可做魚池增氧劑，若加快反應，可加熱或用催化劑．
故答案為：過氧化鈣在水中持續、緩慢放出氧氣，所以可以作為增氧劑；
（3）若加快反應，可加熱或用催化劑．
故答案為：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）．

點評 此類題能訓練學生的思維，具有知識的遷移作用，學生在利用所學知識進行猜想驗證的過程就是學習過程．