Question

某實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(nèi)滴加______溶液，直至產(chǎn)生大量的沉淀．
（3）檢驗(yàn)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?yōu)楹谏�氧化銅．
（5）再將步驟（4）所得混合物過濾、洗滌、烘干后研細(xì)；驗(yàn)證是否洗凈沉淀中硫酸根離子的方法是______
______．
Ⅱ．小明設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)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(jìn)行比較（即比較反應(yīng)速率）．用圖示裝置測量產(chǎn)生氣體的體積，其它可能影響實(shí)驗(yàn)因素均已忽略，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)序號	雙氧水體積	催化劑	待測數(shù)據(jù)
①	15mL	無
②	15mL	CuO（0.5g）
③	15mL	MnO2（0.5g）

（1）從設(shè)計(jì)裝置來看，有一個(gè)明顯的缺陷，你認(rèn)為如何糾正______．
（2）從設(shè)計(jì)原理看，實(shí)驗(yàn)中的“待測數(shù)據(jù)”可以是指______．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shù)前應(yīng)進(jìn)行的操作是______．若要檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體是氧氣，應(yīng)打開單孔橡皮塞，______．
（4）為探究CuO在實(shí)驗(yàn)②中是否起催化作用，除與①比較外，還需補(bǔ)做下列實(shí)驗(yàn)（不必寫具體操作）：a．證明CuO的化學(xué)性質(zhì)沒有改變；b．______．
Ⅲ．為證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在加入雙氧水前后沒有發(fā)生改變，你設(shè)計(jì)驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)是______．

Answer 1

【答案】分析：實(shí)驗(yàn)Ⅰ的目的是用膽礬制取氧化銅，就初中所學(xué)知識，要達(dá)到這一目的就要完成如下兩步轉(zhuǎn)化：CuSO₄?5H₂O→Cu（OH）₂→CuO．要完成第一步轉(zhuǎn)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?yàn)榱蛩徜^不溶于水）；第二部轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為：Cu（OH）₂CuO+H₂O；兩步轉(zhuǎn)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(yàn)硫酸銅是否被作用完全，只要檢驗(yàn)溶液中是否含有Cu⁺即可，而Cu⁺與OH^-作用生成藍(lán)色沉淀，現(xiàn)象明顯，所以可取清液繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是驗(yàn)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(jìn)行比較．運(yùn)用控制變量設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能改變一個(gè)量，因此所用的過氧化氫溶液、反應(yīng)時(shí)間必須相同以及讀數(shù)時(shí)的液面保持相平．再仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)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(yīng)產(chǎn)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(chǎn)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(xué)化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不變．
實(shí)驗(yàn)Ⅲ的目的是驗(yàn)證氧化銅，考慮氧化銅屬于金屬氧化物與酸反應(yīng)，形成藍(lán)色溶液，現(xiàn)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(yīng)，現(xiàn)象也很明顯，但操作麻煩，浪費(fèi)能源，還不很安全，所以一般不用該方法．
解答：解：Ⅰ．請你完成他們制取氧化銅的實(shí)驗(yàn)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(nèi)滴加 氫氧化鈉溶液，直至產(chǎn)生大量的沉淀．
（3）檢驗(yàn)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(lán)色沉淀生成，說明完全反應(yīng)；若有藍(lán)色沉淀生成，說明沒完全反應(yīng)．
（4）將步驟（2）所得的混合物加熱至沉淀全部變?yōu)楹谏�氧化銅．
（5）再將步驟（4）所得混合物過濾、洗滌、烘干后研細(xì)；驗(yàn)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(shè)計(jì)裝置來看，有一個(gè)明顯的缺陷，你認(rèn)為如何糾正 把裝置中的長頸漏斗改成分液漏斗．．
（2）從設(shè)計(jì)原理看，實(shí)驗(yàn)中的“待測數(shù)據(jù)”可以是指 相同時(shí)間內(nèi)，收集氧氣的體積數(shù)．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shù)前應(yīng)進(jìn)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(yàn)產(chǎn)生的氣體是氧氣，應(yīng)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(fù)燃，說明是氧氣．
（4）為探究CuO在實(shí)驗(yàn)②中是否起催化作用，除與①比較外，還需補(bǔ)做下列實(shí)驗(yàn)（不必寫具體操作）：a．證明CuO的化學(xué)性質(zhì)沒有改變；b．證明氧化銅的質(zhì)量在反應(yīng)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(lán)色，說明是氧化銅．
點(diǎn)評：該題是一道綜合探究題，滲透多個(gè)知識點(diǎn)，有實(shí)驗(yàn)流程分析、特殊離子的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和分析等，要求學(xué)生具有綜合分析問題的能力和創(chuàng)新思維的能力，做該類題時(shí)，首先要明確實(shí)驗(yàn)的目的，然后仔細(xì)讀題，圍繞目的和要求進(jìn)行思考，有助于學(xué)生能力的展示和提高．