Question

某實驗小組欲用10克膽礬制取氧化銅并證明氧化銅能加快H₂O₂的分解．
Ⅰ．請你完成他們制取氧化銅的實驗步驟．
（1）稱取10克膽礬，將其放入小燒杯中，再________．
（2）向步驟（1）中的燒杯內滴加________溶液，直至產生大量的沉淀．
（3）檢驗硫酸銅是否被作用完全，操作方法是________
________．
（4）將步驟（2）所得的混合物加熱至沉淀全部變為黑色氧化銅．
（5）再將步驟（4）所得混合物過濾、洗滌、烘干后研細；驗證是否洗凈沉淀中硫酸根離子的方法是________
________．
Ⅱ．小明設計了如圖實驗裝置來證明氧化銅能加快雙氧水（濃度約7%）的分解并與二氧化錳的催化效果進行比較（即比較反應速率）．用圖示裝置測量產生氣體的體積，其它可能影響實驗因素均已忽略，相關數據如下：

實驗序號	雙氧水體積	催化劑	待測數據
①	15mL	無
②	15mL	CuO（0.5g）
③	15mL	MnO2（0.5g）

（1）從設計裝置來看，有一個明顯的缺陷，你認為如何糾正________．
（2）從設計原理看，實驗中的“待測數據”可以是指________．
（3）實驗時氣體收集在圖Ⅱ的球型漏斗中．若要保證讀取的氣體體積沒有誤差，在讀數前應進行的操作是________．若要檢驗產生的氣體是氧氣，應打開單孔橡皮塞，________．
（4）為探究CuO在實驗②中是否起催化作用，除與①比較外，還需補做下列實驗（不必寫具體操作）：a．證明CuO的化學性質沒有改變；b．________．
Ⅲ．為證明氧化銅的化學性質在加入雙氧水前后沒有發生改變，你設計驗證的實驗是________．

Answer 1

解：Ⅰ．請你完成他們制取氧化銅的實驗步驟．
（1）稱取10克膽礬，將其放入小燒杯中，再加適量的水使其全部溶解．
（2）向步驟（1）中的燒杯內滴加 氫氧化鈉溶液，直至產生大量的沉淀．
（3）檢驗硫酸銅是否被作用完全，操作方法是 靜置后，取上層清液少量于試管中，滴加氫氧化鈉（或氫氧化鉀）溶液，若沒有藍色沉淀生成，說明完全反應；若有藍色沉淀生成，說明沒完全反應．
（4）將步驟（2）所得的混合物加熱至沉淀全部變為黑色氧化銅．
（5）再將步驟（4）所得混合物過濾、洗滌、烘干后研細；驗證是否洗凈沉淀中硫酸根離子的方法是 取洗滌液少量于試管中，滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，說明洗滌液中含有硫酸根離子．
Ⅱ．（1）從設計裝置來看，有一個明顯的缺陷，你認為如何糾正 把裝置中的長頸漏斗改成分液漏斗．．
（2）從設計原理看，實驗中的“待測數據”可以是指 相同時間內，收集氧氣的體積數．
（3）實驗時氣體收集在圖Ⅱ的球型漏斗中．若要保證讀取的氣體體積沒有誤差，在讀數前應進行的操作是 上下移動量氣管使球型漏斗液面與量氣管液面相平；若要檢驗產生的氣體是氧氣，應打開單孔橡皮塞，用帶火星的木條放在球星漏斗口處，木條復燃，說明是氧氣．
（4）為探究CuO在實驗②中是否起催化作用，除與①比較外，還需補做下列實驗（不必寫具體操作）：a．證明CuO的化學性質沒有改變；b．證明氧化銅的質量在反應前后沒變．
Ⅲ． 取樣品少量于試管中，滴加稀硫酸振蕩，能完全溶解并且溶液變成藍色，說明是氧化銅．
分析：實驗Ⅰ的目的是用膽礬制取氧化銅，就初中所學知識，要達到這一目的就要完成如下兩步轉化：CuSO₄?5H₂O→Cu（OH）₂→CuO．要完成第一步轉化，取定量的膽礬后加水溶解，再加氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液即可，（但要注意氫氧化鋇溶液不行，因為硫酸鋇不溶于水）；第二部轉化的化學方程式為：Cu（OH）₂CuO+H₂O；兩步轉化完成后既得固液混合物，然后過濾、洗滌、干燥即得氧化銅．
要檢驗硫酸銅是否被作用完全，只要檢驗溶液中是否含有Cu⁺即可，而Cu⁺與OH^-作用生成藍色沉淀，現象明顯，所以可取清液繼續滴加氫氧化鈉溶液，觀察現象．
實驗Ⅱ的目的是驗證氧化銅對過氧化氫分解的催化作用，并與二氧化錳的催化作用進行比較．運用控制變量設計對比實驗時，只能改變一個量，因此所用的過氧化氫溶液、反應時間必須相同以及讀數時的液面保持相平．再仔細分析實驗裝置能測出生成氣體的體積，
裝置中圖1和圖2中都有液體，圖2中液體較多，隨著反應產生的氧氣的增多，很容易把過氧化氫溶液壓回到長頸漏斗，使排入圖2的氧氣減少，產生誤差．
（4）中考查對催化劑的概念的理解，催化劑只改變化學化學反應的速率，而本身的化學性質和質量在反應前后不變．
實驗Ⅲ的目的是驗證氧化銅，考慮氧化銅屬于金屬氧化物與酸反應，形成藍色溶液，現象明顯，操作簡單．也可考慮它與氫氣、一氧化碳等還原劑的反應，現象也很明顯，但操作麻煩，浪費能源，還不很安全，所以一般不用該方法．
點評：該題是一道綜合探究題，滲透多個知識點，有實驗流程分析、特殊離子的檢驗、實驗裝置的設計和分析等，要求學生具有綜合分析問題的能力和創新思維的能力，做該類題時，首先要明確實驗的目的，然后仔細讀題，圍繞目的和要求進行思考，有助于學生能力的展示和提高．