Question

某實驗小組欲用10克膽礬（CuSO₄?5H₂O）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．（提示：氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水）
（1）稱取10克膽礬，將其放入小燒杯中，再

 

．
（2）向步驟（1）中的燒杯內滴加一定量的

 

溶液，產生大量的沉淀．
（3）將步驟（2）所得混合物過濾、洗滌．
（4）檢驗濾液中是否含硫酸銅，操作方法是

 

．
（5）檢驗步驟（3）固體殘渣是否洗滌干凈，操作方法是

 

．
（6）將洗滌干凈的固體殘渣加熱直至全部變為黑色的氧化銅．
Ⅱ．小明設計了右圖實驗裝置來證明氧化銅能加快雙氧水（溶質質量分數約5%）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：

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．

 

．
（5）如果三個實驗中所用雙氧水溶質質量分數不同，對實驗結果

 

（選填“有”或“沒有”）明顯影響．
Ⅲ．（1）寫出雙氧水在氧化銅的催化作用下分解產生氧氣的方程式

 

．
（2）已知該雙氧水中溶質質量分數為5%，若產生氧氣0.16g，那實際消耗的過氧化氫溶液質量是多少？（要有計算過程）

Answer 1

分析：I．由硫酸銅制取氧化銅時應經過由硫酸銅轉化為氫氧化銅，氫氧化銅在加熱時生成氧化銅，這一過程要經歷溶解、過濾洗滌等，其中的牽扯的操作較多；重點是銅離子、硫酸根離子的檢驗
II．（1）設計的裝置中長頸漏斗下端的位置不正確．
（2）此題設計的是不同催化劑使用時的反應速度比較，因此應該測量反應的速度．
（3）氣密性的好壞是減小誤差的最主要因素．
（4）催化劑有兩個重要特征：化學反應前后一是質量不變；二是化學性質不變．
（5）比較的是不同催化劑催化效果，創設的其它因素應該相同．
III．氧化銅作催化劑時雙氧水的分解，與實驗室制取氧氣的方程式類似；據方程式的計算是已知生成物求反應物．

解答：解：I．（1）先配置硫酸銅的溶液，故答案為：加水溶解
（2）把硫酸銅轉化為氫氧化銅的沉淀，需加入一種堿的溶液，故答案為：氫氧化鈉的溶液
（4）檢驗濾液中是否有硫酸銅，主要是看溶液中是否有銅離子，再加入堿的溶液看有無藍色沉淀生成．
故答案為：再向濾液中滴加氫氧化鈉，看有無藍色沉淀生成
（5）沉淀是否洗干凈就是檢驗洗滌液中是否有硫酸根離子存在，故滴加氯化鋇看是否有白色沉淀生成即可
故答案為：再次洗滌把洗滌后的水中滴加氯化鋇，看有無白色沉淀生成
II．（1）設計的裝置中長頸漏斗下端的位置不正確．存在于液面以上氣體會從長頸漏斗跑出．
故答案為：長頸漏斗應伸入到液面以下
（2）此圖表反映的是催化劑不同時其他因素相同時反應的快慢，因此應該通過測量反應的速度，驗證結論．
故答案為：收集相同體積的氧氣所需的時間
（3）要是測量的誤差變小，必須保證裝置的氣密性較好．檢驗氧氣的存在一般采用大火星的木條．
故答案為：檢查裝置的氣密性；伸入帶火星的木條進行檢驗
（4）判斷一種物質是催化劑，除能改變反應速度外，還要驗證：一是質量不變，二是其化學性質不變．
故答案為：證明氧化銅的質量沒有增減
（5）實驗的目的是比較不同催化劑催化效果，創設的其它因素應該相同．
故答案為：有
III．氧化銅作催化劑時雙氧水的分解，產物是水與氧氣，據方程式的計算是已知生成物求反應物．
故答案為：2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑
設：消耗的雙氧水溶液質量是X
2H₂O₂

CuO  .

2H₂O+O₂↑
 68            32
X×5%         0.16g
68：32=X×5%：0.16g
解得：X=6.8g
答：需要雙氧水的質量是6.8g

點評：此題考查了物質的轉化，分離提純以及不同催化劑效果的比較，訓練了學生邏輯思維能力，強化了學生多方面知識的訓練．