Question

15．某實驗小組欲制取氧化銅并證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，進行了如下實驗：
（一）制取氧化銅
①稱取2g CuSO₄•5H₂O研細后倒入燒杯，加10mL蒸餾水溶解；  ②向上述CuSO₄溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再產生沉淀，然后將所得混合物轉移到蒸發皿，加熱至沉淀全部變為黑色；  ③將步驟②所得混合物過濾、洗滌，晾干后研細備用．回答下列問題：
（1）上述實驗步驟中需要使用玻璃棒的是①②③（填實驗序號），步驟①，③中研磨固體所用儀器的名稱是研缽；
（2）步驟③中洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸餾水至浸沒沉淀，帶水自然流出后，重復2-3次；
（二）證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解并與二氧化錳的催化效果進行比較用下圖裝置進行實驗，實驗時均以生成25mL氣體為準，其他可能影響實驗的因素均已忽略，相關數據見下表：

實驗序號	KClO3質量	其他物質質量	待測數據
④	1.2g	無其他物質
⑤	1.2g	CuO  0.5g
⑥	1.2g	MnO2  0.5

回答下列問題：
（3）上述實驗中的“待測數據”指產生25mL氣體所需時間；
（4）若要證明實驗⑤中干燥管內收集的氣體是O₂，可待氣體收集結束后，用彈簧夾夾住B中乳膠管，拔去干燥管上單孔橡皮塞，用帶火星木條靠近，若木條復燃，證明收集的是氧氣；
（5）為探究CuO在實驗⑤中是否起催化作用，需補做如下實驗（無需寫出具體操作）：
a．檢測氧化銅反應前后質量是否改變；b．CuO的化學性質有沒有改變．

Answer 1

分析 （1）玻璃棒是實驗中常用的儀器，玻璃棒的作用有：攪拌，轉移固體，引流，蘸取少許溶液；將固體藥品研磨或研碎，實驗室常用的儀器是研缽進行分析‘
（2）根據氫氧化銅沉淀表面沾有鈉離子、硫酸根離子等可溶性的雜質離子，需要洗滌進行分析；
（3）根據實驗的目的是：證明氧化銅能催化氯酸鉀分解并與二氧化錳的催化效果進行比較，上述實驗已經有氯酸鉀的質量和其他物質的質量，要比較催化效果，就需要比較收集相同體積的氣體所需時間短，或在相同時間內，哪種物質生成的氧氣多進行分析；
（4）根據氧氣有助燃性進行分析；
（5）根據催化劑的特點是：能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都不變的物質才是催化劑進行分析．

解答 解：（1）①用蒸餾水溶解硫酸銅晶體，需要使用玻璃棒攪拌，加快硫酸銅晶體在水中的溶解速率；
②向上述硫酸銅溶液中逐漸滴加氫氧化鈉溶液，直到不再產生沉淀，然后需要將混合物轉移到蒸發皿，需要使用玻璃棒，轉移沉淀氫氧化銅，加熱氫氧化銅分解時，需要玻璃棒攪拌，防止潮濕的氫氧化銅受熱不均，造成液滴飛濺；
③將步驟②中所得的混合物過濾、洗滌，晾干后研細備用，過濾是需要用玻璃棒引流，實驗步驟中需要使用玻璃棒的是①②③，研缽可以將固體藥品研磨或研碎，所以步驟①，③中研磨固體所用儀器的名稱是研缽；
（2）氫氧化銅沉淀表面沾有鈉離子、硫酸根離子等可溶性的雜質離子，需要洗滌，洗滌沉淀的操作是：沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸餾水至浸沒沉淀，帶水自然流出后，重復2-3次；
（3）本題④⑤⑥三次實驗，提供的氯酸鉀都是1.2g，實驗④的作用是：在不加催化劑的條件下產生氧氣的速度與⑤加氧化銅0.5g以及和⑥加二氧化錳0.5g的效果進行對照，⑤⑥加等質量不同催化劑比較催化效果，比較催化劑效果的方法是：比較收集相同體積的氣體所需時間短，或在相同時間內，哪種物質生成的氧氣多，所以實驗中的“待測數據”指：產生25mL氣體所需時間；
（4）氧氣有助燃性，所以要證明實驗⑤中干燥管內收集的氣體是O₂，可待氣體收集結束后，用彈簧夾夾住B中乳膠管，拔去干燥管上單孔橡皮塞，用帶火星木條靠近，若木條復燃，證明收集的是氧氣；
（5）探究CuO在實驗⑤中是否起催化作用，根據催化劑的性質，需要從他的治療和化學性質角度探究．
故答案為：（1）①②③，研缽；
（2）沿玻璃棒向漏斗中沉淀加蒸餾水至浸沒沉淀，帶水自然流出后，重復2-3次；
（3）產生25mL氣體所需時間；
（4）用帶火星木條靠近，若木條復燃，證明收集的是氧氣；
（5）檢測氧化銅反應前后質量是否改變．

點評 本題綜合性較強，需要理清催化劑的概念、掌握銅及其氧化物的性質進行解答．