Question

某實(shí)驗(yàn)小組欲制取氧化銅并證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
㈠制取氧化銅
①往盛有一定量CuCl₂溶液的燒杯中逐滴加入NaOH溶液，直至不再產(chǎn)生沉淀，然后將燒杯中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，加熱至沉淀全部變?yōu)楹谏��?br />②將步驟①所得的黑色沉淀過(guò)濾、洗滌，晾干后研細(xì)備用．
（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若未加入NaOH溶液，直接將CuCl₂溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，最后也能得到黑色沉淀，試分析其原因

 

（2）寫(xiě)出檢驗(yàn)步驟②中沉淀是否洗滌干凈的操作

 

㈡為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(jìn)行比較，用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)均收集25ml氣體，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	KClO3質(zhì)量	其他物質(zhì)質(zhì)量	待測(cè)數(shù)據(jù)
③	1.2g	無(wú)其他物質(zhì)	a
④	1.2g	CuO   0.5g	b
⑤	1.2g	MnO2  0.5g	c

（3）寫(xiě)出氯酸鉀分解反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（4）上述實(shí)驗(yàn)中的“待測(cè)數(shù)據(jù)”是指

 

（5）圖中量氣裝置B由干燥管、乳膠管和50ml滴定管改造后組裝面成，此處用滴定管是

 

（填“酸式”或“堿式”） 滴定管
（6）若實(shí)驗(yàn)證明氧化銅加快氯酸鉀的分解效果比用二氧化錳差，請(qǐng)結(jié)合上表的實(shí)驗(yàn)效果數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中分別畫(huà)出使用CuO、MnO₂作催化劑時(shí)產(chǎn)生氧氣的體積（V（O₂））隨時(shí)間（t）變化的曲線（注明必要的標(biāo)識(shí)）．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）若未加入NaOH溶液，直接將CuCl₂溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，最后也能得到黑色沉淀是加熱過(guò)程中得到氫氧化銅分解生成黑色氧化銅；
（2）依據(jù)檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否有氯離子設(shè)計(jì)步驟檢驗(yàn)；
（3）氯酸鉀分解反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣，氯元素化合價(jià)+5價(jià)變化為-1價(jià)，氧元素化合價(jià)變化為0價(jià)，結(jié)合電子守恒標(biāo)注電子轉(zhuǎn)移；
（4）實(shí)驗(yàn)的目的是：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(jìn)行比較，上述實(shí)驗(yàn)中已有數(shù)據(jù)KClO₃質(zhì)量和其它物質(zhì)質(zhì)量，要比較催化效果就是看使用氧化銅與二氧化錳哪一種產(chǎn)生相同體積氣體時(shí)所需時(shí)間短，或在相同時(shí)間內(nèi)，哪一種物質(zhì)產(chǎn)生的氣體多；
（5）堿式滴定管的構(gòu)造為：橡膠管、玻璃珠．酸式滴定管的構(gòu)造為連在玻璃管上的玻璃活塞；
（6）標(biāo)出橫坐標(biāo)上的c、b、t，標(biāo)出縱坐標(biāo)上的V（O₂）/mL、25，畫(huà)出CuO的曲線，b點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)；畫(huà)出MnO₂的曲線縮短反應(yīng)時(shí)間，c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)不變，達(dá)到平衡狀態(tài)生成氣體體積都是25mL．

解答： 解：（1）向上述CuSO₄溶液中逐滴加入NaOH溶液，直到不再產(chǎn)生沉淀，然后將所得混合物轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿，需要使用玻璃棒，轉(zhuǎn)移沉淀物Cu（OH）₂；加熱至沉淀Cu（OH）₂全部分解變?yōu)楹谏獵uO，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若未加入NaOH溶液，直接將CuCl₂溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，得到氯化銅的水解產(chǎn)物氫氧化銅，受熱最后也能得到黑色沉淀，CuCl₂溶液中存在水解平衡CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，加熱時(shí)HCl逸出使平衡不斷右移，同時(shí)得到的Cu（OH）₂受熱分解生成CuO；
故答案為：CuCl₂溶液中存在水解平衡CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，加熱時(shí)HCl逸出使平衡不斷右移，同時(shí)得到的Cu（OH）₂受熱分解生成CuO；
（2）步驟①所得的黑色沉淀過(guò)濾，取2～3mL最后的洗滌液于試管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入幾滴硝酸銀溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則洗滌干凈，
故答案為：取2～3mL最后的洗滌液于試管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入幾滴硝酸銀溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則洗滌干凈；
（3）氯酸鉀分解反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣，用雙線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目的化學(xué)方程式為，
故答案為：；
（4）本題③④⑤三次實(shí)驗(yàn)，提供的KClO₃質(zhì)量均為1.2g，實(shí)驗(yàn)④的作用為：在不加催化劑的條件下產(chǎn)生氧氣的速度與⑤加CuO  0.5g以及和⑥加MnO₂  0.5g的效果作對(duì)照．⑤⑥加等質(zhì)量不同的催化劑比較催化效果．比較催化效果方法一：看產(chǎn)生相同體積氣體哪組所需時(shí)間短，方法二相同時(shí)間內(nèi)，哪一組產(chǎn)生的氣體多．該題題干要求：實(shí)驗(yàn)時(shí)均以收集25mL氣體為準(zhǔn)，
故答案為：收集25mL氣體所需時(shí)間；
（5）本實(shí)驗(yàn)裝置圖中用50mL滴定管改造組裝成量氣裝置，對(duì)照酸式、堿式滴定管的構(gòu)造，堿式滴定管的構(gòu)造符合要求．故答案為：堿式；
（6）標(biāo)出橫坐標(biāo)上的c、b、t，標(biāo)出縱坐標(biāo)上的V（O₂）/mL、25，畫(huà)出CuO的曲線，b點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)；畫(huà)出MnO₂的曲線縮短反應(yīng)時(shí)間，c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，最后達(dá)到平衡狀態(tài)不變；達(dá)到平衡狀態(tài)生成氣體體積都是25ml，得到圖象為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和步驟分析判斷，綜合性較強(qiáng)，需理清催化劑的概念、熟悉滴定管的構(gòu)造、掌握銅及其化合物的性質(zhì)來(lái)解答，題目難度較大．