Question

13．某研究小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行如下实验：
Ⅰ．制取氧化铜
①取少量硫酸铜晶体放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解．
②往步骤①所得的硫酸铜溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，直至不再产生蓝色沉淀，然后将烧杯中物质转移到蒸发皿，加热，当蓝色沉淀全部变为黑色时，停止加热（已知：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O）．
③将步骤②所得的混合物过滤、洗涤、干燥，得到氧化铜．
回答下列问题：
（1）写出硫酸铜与氢氧化钠反应的化学方程式CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄．
（2）上述步骤①、②、③中需要使用玻璃棒的是①②③（填步骤序号）．
（3）检验步骤③中沉淀是否洗涤干净的操作是：取少量最后的洗涤液于试管中，滴入几滴BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净．
Ⅱ．证明氧化铜能加快氯酸钾的分解
用如图装置进行实验，每次实验时均收集20mL气体，相关数据见表：

实验序号	氯酸钾质量	其他物质质量	待测数据
①	2g	无其他物质	x
②	2g	氧化铜 1g	y

（4）图中的量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL带刻度的玻璃管组装而成．待气体收集结束后，用弹簧夹夹住B中乳胶管．检验干燥管内收集的气体是O₂ 的方法是：拔去干燥管上单孔橡皮塞，把带火星的木条伸入干燥管中，观察木条是否复燃．
（5）上表中实验①的作用是对照．若x＞（填“＜”、“=”或“＞”）y，则证明氧化铜能加快氯酸钾的分解．

Answer 1

分析 （1）根据硫酸铜与氢氧化钠反应，写出反应的化学方程式；
（2）玻璃棒是实验中常用的仪器，玻璃棒的作用有：搅拌，转移固体，引流，蘸取少许溶液；将固体药品研磨或研碎，实验室常用的仪器是研钵进行分析；
（3）根据硫酸钠能与氯化钡反应进行分析；
（4）根据氧气的性质分析检验的方法；
（5）根据实验的目的是：证明氧化铜能催化氯酸钾分解并与二氧化锰的催化效果进行比较，上述实验已经有氯酸钾的质量和其他物质的质量，要比较催化效果，就需要比较收集相同体积的气体所需时间短，或在相同时间内，哪种物质生成的氧气多进行分析．

解答 解：（1）硫酸铜与氢氧化钠反应生成了氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式是：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
（2）①用蒸馏水溶解硫酸铜晶体，需要使用玻璃棒搅拌，加快硫酸铜晶体在水中的溶解速率；
②向上述硫酸铜溶液中逐渐滴加氢氧化钠溶液，直到不再产生沉淀，然后需要将混合物转移到蒸发皿，需要使用玻璃棒，转移沉淀氢氧化铜，加热氢氧化铜分解时，需要玻璃棒搅拌，防止潮湿的氢氧化铜受热不均，造成液滴飞溅；
③将步骤②中所得的混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用，过滤是需要用玻璃棒引流，实验步骤中需要使用玻璃棒的是①②③，
（3）由于硫酸钠能与氯化钡反应，所以，检验步骤③中沉淀是否洗涤干净的操作是：取少量最后的洗涤液于试管中，滴入几滴BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净；
（4）由于氧气能支持燃烧，所以，检验干燥管内收集的气体是O₂ 的方法是：拔去干燥管上单孔橡皮塞，把带火星的木条伸入干燥管中，观察木条是否复燃．
（5）上表中实验①的作用是与实验②进行对照．比较催化剂效果的方法是：比较收集相同体积的气体所需时间短，或在相同时间内，哪种物质生成的氧气多，所以实验中的“待测数据”指：产生20mL气体所需时间；若x＞y，则证明氧化铜能加快氯酸钾的分解．
故答为：（1）CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄；
（2）①②③；
（3）滴入几滴BaCl₂溶液，若无白色沉淀产生，则洗涤干净；
（4）把带火星的木条伸入干燥管中，观察木条是否复燃；
（5）对照，＞．

点评 本题综合性较强，需要理清催化剂的概念、掌握铜及其氧化物的性质进行解答．