Question

3．某实验小组欲证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，他们进行了如下实验：
①称取mg胆矾晶体，研细后加入蒸馏水全部溶解；
②将足量的NaOH溶液与上述溶液充分反应，生成蓝色沉淀，过滤后洗涤沉淀；
③将所得沉淀转移到坩埚中，均匀缓慢加热至完全变为黑色，研细备用；
④按表中的质量混合好固体，在相同条件下加热，进行比较，其它可能影响实验的因素均忽略．

编号	KClO3质量（g）	加入物质质量（g）	待测数据
1	2.0	CuO  x
2	2.0	MnO2 0.5

回答下列问题：
（1）请写出上述实验步骤③中涉及到的化学方程式：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
（2）表格中的“待测数据”是指生成一定量气体所需时间．
（3）为使本实验具有说服力，在本实验中CuO的质量应取x=0.5g．
（4）如果要进一步探究CuO在反应中是否起到催化作用，请完成后续实验．（提示：可从催化剂的概念完成实验．）

实验步骤	设计这一步骤的目的
实验表明，加入CuO后产生O2的速率比未加入时快得多	CuO能加快KClO3的分解
将加热后残留的固体溶于足量的水，过滤后称重CuO的质量	CuO的质量在反应前后是否保持不变
将过滤后的CuO重新与KClO3混合加热，观察是否依旧能加快KClO3的分解（或者利用CuO的常见化学性质如：将CuO加入稀硫酸中，观察无色溶液是否变成蓝色）	CuO的化学性质在反应前后是否保持不变

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化铜受热时能分解成氧化铜和水分析；
（2）实验的目的是：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，上述实验中已有数据KClO₃质量和其它物质质量，要比较催化效果就是看使用氧化铜与二氧化锰哪一种产生相同体积气体时所需时间短，或在相同时间内，哪一种物质产生的气体多．
（3）根据加入二氧化锰的质量分析回答；
（4）根据催化剂的特点分析验证的方法．

解答 解：（1）由题意可知，在步骤③中氢氧化铜受热时能分解成氧化铜和水，涉及到的化学方程式：Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O
（2）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，对比实验一定要控制变量，此实验中应控制氯酸钾质量、气体的体积、氧化铜与二氧化锰的质量相等，可变的量是生成等体积（50mL）气体所需用的时间．
（3）由于二氧化锰的质量为0.5g，为使本实验具有说服力，在本实验中CuO的质量应取x=0.5g．
（4）因为催化剂的特点是：能改变其它物质的化学反应速率，但它本身的质量和化学性质在反应前后不变，所以还应该做的实验如下表：

实验步骤	实验操作及现象	设计目的
1	实验表明，加入CuO后产生O2的速率比未加时快得多	CuO能加快KClO3的分解
2	将加热后残留的固体溶于足量的水，过滤后称重CuO的质量	CuO的质量在反应前后是否保持不变
3	将过滤后的CuO重新与KClO3混合加热，观察是否依旧能加快KClO3的分解（或者利用CuO的常见化学性质如：将CuO加入稀硫酸中，观察无色溶液是否变成蓝色）	CuO的化学性质在反应前后是否保持不变

故答为：（1）Cu（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuO+H₂O；（2）生成一定量气体所需时间；（3）0.5；（4）

实验步骤	设计这一步骤的目的
将过滤后的CuO重新与KClO3混合加热，观察是否依旧能加快KClO3的分解（或者利用CuO的常见化学性质如：将CuO加入稀硫酸中，观察无色溶液是否变成蓝色）	CuO的化学性质在反应前后是否保持不变

点评 本题属于实验探究题，同学需要根据题意并结合课本所学相关知识深入分析，这类题有些答案并不固定但必须合理．