Question

15．某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：
（一）制取氧化铜
①称取2g CuSO₄•5H₂O研细后倒入烧杯，加10mL蒸馏水溶解；  ②向上述CuSO₄溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再产生沉淀，然后将所得混合物转移到蒸发皿，加热至沉淀全部变为黑色；  ③将步骤②所得混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用．回答下列问题：
（1）上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是①②③（填实验序号），步骤①，③中研磨固体所用仪器的名称是研钵；
（2）步骤③中洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀，带水自然流出后，重复2-3次；
（二）证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较用下图装置进行实验，实验时均以生成25mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，相关数据见下表：

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
④	1.2g	无其他物质
⑤	1.2g	CuO  0.5g
⑥	1.2g	MnO2  0.5

回答下列问题：
（3）上述实验中的“待测数据”指产生25mL气体所需时间；
（4）若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O₂，可待气体收集结束后，用弹簧夹夹住B中乳胶管，拔去干燥管上单孔橡皮塞，用带火星木条靠近，若木条复燃，证明收集的是氧气；
（5）为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用，需补做如下实验（无需写出具体操作）：
a．检测氧化铜反应前后质量是否改变；b．CuO的化学性质有没有改变．

Answer 1

分析 （1）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‘
（2）根据氢氧化铜沉淀表面沾有钠离子、硫酸根离子等可溶性的杂质离子，需要洗涤进行分析；
（3）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；
（4）根据氧气有助燃性进行分析；
（5）根据催化剂的特点是：能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质才是催化剂进行分析．

解答 解：（1）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，研钵可以将固体药品研磨或研碎，所以步骤①，③中研磨固体所用仪器的名称是研钵；
（2）氢氧化铜沉淀表面沾有钠离子、硫酸根离子等可溶性的杂质离子，需要洗涤，洗涤沉淀的操作是：沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀，带水自然流出后，重复2-3次；
（3）本题④⑤⑥三次实验，提供的氯酸钾都是1.2g，实验④的作用是：在不加催化剂的条件下产生氧气的速度与⑤加氧化铜0.5g以及和⑥加二氧化锰0.5g的效果进行对照，⑤⑥加等质量不同催化剂比较催化效果，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25mL气体所需时间；
（4）氧气有助燃性，所以要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O₂，可待气体收集结束后，用弹簧夹夹住B中乳胶管，拔去干燥管上单孔橡皮塞，用带火星木条靠近，若木条复燃，证明收集的是氧气；
（5）探究CuO在实验⑤中是否起催化作用，根据催化剂的性质，需要从他的治疗和化学性质角度探究．
故答案为：（1）①②③，研钵；
（2）沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀，带水自然流出后，重复2-3次；
（3）产生25mL气体所需时间；
（4）用带火星木条靠近，若木条复燃，证明收集的是氧气；
（5）检测氧化铜反应前后质量是否改变．

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．