Question

某实验小组欲制取氧化铜并证明其能加快氯酸钾的分解，进行如下实验：
I．制取氧化铜
①称取2gCuSO₄?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

 

（填实验序号），
步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是

 

．
（2）步骤③中洗涤沉淀的操作是

 

．
Ⅱ．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．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	其他物质的质量	待测数据
④	1.2g	无其他物质
⑤	1.2g	CuO   0.5g
⑥	1.2g	MnO2   0.5g

回答下列问题：
（3）上述实验中的“待测数据”指

 

．
（4）若要证明实验中产生的气体是O₂，可用小试管收集气体，后续操作为

 

．
（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．

 

．
b． CuO的化学性质有没有改变．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）玻璃棒是实验中常用的仪器，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为研钵；
（2）沉淀Cu（OH）₂表面上沾有SO₄^2-、Na⁺等可溶性的杂质离子，可加蒸馏水洗去；
（3）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；
（4）考查检验氧气实验室的常用方法：利用氧气的助燃性；
（5）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化学反应前后都没有发生改变．

解答： 解：（1）①用蒸馏水溶解2gCuSO₄?5H₂O，需要使用玻璃棒搅拌，加快CuSO₄?5H₂O在水中的溶解速率；
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，需要使用玻璃棒，转移沉淀物Cu（OH）₂；加热至沉淀Cu（OH）₂全部分解变为黑色CuO，需要使用玻璃棒搅拌，目的使潮湿的沉淀Cu（OH）₂受热均匀，防止因受热不均匀而飞溅；
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤，晾干后研细备用．过滤时需要使用玻璃棒引流防止溶液外洒，过滤出来的沉淀物洗涤，不能用玻璃棒搅拌，因沉淀物也有溶解度，如果用玻璃棒搅拌，沉淀会损失比较多．研钵是实验中研碎固体药品或进行粉末状固体的混和的仪器，该题中研碎CuSO₄?5H₂O和黑色CuO用研钵，
故答案为：①②③；研钵；
（2）因沉淀Cu（OH）₂表面上沾有SO₄^2-、Na⁺等可溶性的杂质离子，可利用蒸馏水洗去沉淀Cu（OH）₂表面可溶性杂质，操作为沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复2-3次，
故答案为：沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复2-3次；
（3）本题④⑤⑥三次实验，提供的KClO₃质量均为1.2g，实验④的作用为：在不加催化剂的条件下产生氧气的速度与⑤加CuO  0.5g以及和⑥加MnO₂  0.5g的效果作对照．⑤⑥加等质量不同的催化剂比较催化效果．比较催化效果方法一：看产生相同体积气体哪组所需时间短，方法二相同时间内，哪一组产生的气体多．该题题干要求：实验时均以生成25mL气体为准，
故答案为：产生25mL气体所需时间；
（4）实验室检验氧气的常用方法是氧气能使带火星的木条复燃．故答案为：用带火星的木条，伸入小试管内，若复燃则证明收集的气体是氧气；
（5）探究CuO在实验⑤中是否起催化作用，根据催化剂的性质，从它的质量和化学性质角度探究，故答案为：CuO反应前后质量是否改变．

点评：本题综合性较强，需理清催化剂的概念、根据铜及其化合物的性质来解答．