Question

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(jìn)行了如下實驗：
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所得的黑色沉淀過濾、洗滌，晾干后研細(xì)備用．
（1）在實驗過程中，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）寫出檢驗步驟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)行實驗，每次實驗時均收集25ml氣體，其他可能影響實驗的因素均已忽略，實驗數(shù)據(jù)見下表：

實驗序號	KClO3質(zhì)量	其他物質(zhì)質(zhì)量	待測數(shù)據(jù)
③	1.2g	無其他物質(zhì)	a
④	1.2g	CuO   0.5g	b
⑤	1.2g	MnO2  0.5g	c

（3）寫出氯酸鉀分解反應(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）上述實驗中的“待測數(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）若實驗證明氧化銅加快氯酸鉀的分解效果比用二氧化錳差，請結(jié)合上表的實驗效果數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中分別畫出使用CuO、MnO₂作催化劑時產(chǎn)生氧氣的體積（V（O₂））隨時間（t）變化的曲線（注明必要的標(biāo)識）．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗題

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程中得到氫氧化銅分解生成黑色氧化銅；
（2）依據(jù)檢驗最后一次洗滌液中是否有氯離子設(shè)計步驟檢驗；
（3）氯酸鉀分解反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣，氯元素化合價+5價變化為-1價，氧元素化合價變化為0價，結(jié)合電子守恒標(biāo)注電子轉(zhuǎn)移；
（4）實驗的目的是：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，上述實驗中已有數(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)生相同體積氣體時所需時間短，或在相同時間內(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，畫出CuO的曲線，b點達(dá)到平衡狀態(tài)；畫出MnO₂的曲線縮短反應(yīng)時間，c點達(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，在實驗過程中，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HCl逸出使平衡不斷右移，同時得到的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HCl逸出使平衡不斷右移，同時得到的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③④⑤三次實驗，提供的KClO₃質(zhì)量均為1.2g，實驗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間短，方法二相同時間內(nèi)，哪一組產(chǎn)生的氣體多．該題題干要求：實驗時均以收集25mL氣體為準(zhǔn)，
故答案為：收集25mL氣體所需時間；
（5）本實驗裝置圖中用50mL滴定管改造組裝成量氣裝置，對照酸式、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，畫出CuO的曲線，b點達(dá)到平衡狀態(tài)；畫出MnO₂的曲線縮短反應(yīng)時間，c點達(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：．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計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)來解答，題目難度較大．