Question

某學生用膽礬制取氧化銅固體，并研究氧化銅能否在氯酸鉀受熱分解實驗中起催化作用．實驗步驟如下：

①稱量ag膽礬固體放入燒杯中，加水制成溶液，向其中滴加氫氧化鈉溶液至溶解完全；
②把步驟①中的溶液和沉淀轉移至蒸發皿中，加熱至溶液中的沉淀全部變成黑色氧化銅為止；
③過濾、洗滌、干燥，稱量所得固體質量為bg；
④取一定質量的上述氧化銅固體和一定質量的氯酸鉀固體，混合均勻后加熱，收集反應生成的氧氣，如圖所示．請回答下列問題：
（1）上述各步操作中，需要用到玻璃棒的是（填寫序號）

 

．
（2）由膽礬制備氧化銅的產率（實驗產量與理論產量的百分比）為

 

×100%．
（3）為保證Cu²⁺沉淀完全，步驟①中溶液的pH應大于10，簡述pH試紙測定溶液pH的操作：

 

．
（4）為證明氧化銅在氯酸鉀的分解反應中起催化作用，在上述實驗①～④后還應該進行的實驗操作是（按實驗先后順序填寫字母序號）

 

．
a、過濾     b、烘干      c、溶解      d、洗滌      e、稱量
（5）但有的同學認為，還必須另外再設計一個實驗才能證明氧化銅在氯酸鉀受熱分解的實驗中起催化作用．你認為還應該進行的另一個實驗是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據在配制溶液時用玻璃棒的作用、蒸發時玻璃棒的作用、過濾時玻璃棒的作用來考慮本題；（2）根據堿式碳酸銅的質量算出其中含銅元素的質量，再根據銅元素計算出能制得氧化銅的質量，這就是理論產量，稱量所得固體質量為bg屬于實驗產量，再根據公式進行計算；（3）根據pH試紙的用法考慮；（4）需要證明反應前后氧化銅的質量不變，反應后需根據氧化銅不溶于水，氯化鉀溶于水的性質先將其分離，得到純凈干燥的氧化銅，再進行稱量；（5）通過對比實驗才能知道到底是否加快了反應速度．

解答：解：（1）膽礬固體放入燒杯中，加水制成溶液時需要用玻璃棒攪拌，加速膽礬固體溶解速度；在蒸發時用玻璃棒攪拌，是為了防止局部溫度過高使液滴飛濺；過濾時用到玻璃棒的作用是引流；氧化銅固體和一定質量的氯酸鉀固體，混合均勻也需要玻璃棒的攪拌，所以選擇①②③④；
（2）ag膽礬中含銅元素質量為ag×

64

250

=

64

250

a，設能制得氧化銅的質量為X由X×

64

80

×100%═

64

250

a 解得X=

8

25

a所以由膽礬制備氧化銅的產率：

bg

8 25 a

×100%=

25b

8a

；
（3）pH試紙的用法：用干燥的玻璃棒蘸取少量溶液滴在pH試紙上，將呈現的顏色和標準比色卡對比，讀出數值即可；
（4）由于需要證明反應前后氧化銅的質量不變，反應后先將氧化銅從混合物中分離出來：加水溶解，進行過濾，得到的氧化銅上有氯化鉀溶液，進行洗滌干燥，再進行稱量即可；
（5）通過對比實驗才能說明氧化銅的確加快了氯酸鉀的反應速度，另取相同質量的氯酸鉀固體，不加氧化銅直接加熱，對比放出氧氣的速率快慢，現象很明顯．  
故答案為：（1）①②③④；（2）25b/8a；（3）用干燥的玻璃棒蘸取少量溶液滴在pH試紙上，將呈現的顏色和標準比色卡對比，讀數；（4）cadbe；（5）另取相同質量的氯酸鉀固體，不加氧化銅直接加熱，對比放出氧氣的速率快慢．

點評：將不溶于液體中的固體和液體分離的一種方法是過濾，由于氧化銅不溶于水，氯化鉀溶于水，所以用過濾法分離兩種物質．