Question

【題目】草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，是一種弱酸。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華、170℃以上分解。回答下列問(wèn)題：

（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置A中試管口略向上傾斜的原因是__________；裝置C中可觀察到有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有______；裝置B的主要作用是______________________；

（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還可能含有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的順序?yàn)锳、B、F、D、G、H、D、I，其中裝置H中盛有的物質(zhì)是_______；第一次使用裝置D的作用是___________；

②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________。

Answer 1

【答案】草酸晶體熔點(diǎn)低，受熱熔化CO2冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO2的檢驗(yàn)CuO證明CO2已除盡H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁

【解析】

（1）草酸晶體的熔點(diǎn)較低，受熱易熔化，所以試管口向上傾斜；草酸受熱分解可能生成CO2、H2O、CO，CO2能使澄清石灰水變渾濁，故在C觀察到的現(xiàn)象為有氣泡產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁；根據(jù)C中澄清石灰水變渾濁可知草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO2；草酸和Ca2+反應(yīng)生成難溶物草酸鈣，冰水起到冷凝水蒸氣和草酸的作用，防止草酸進(jìn)入裝置C和Ca2+反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)。

（2）①要檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物可能存在CO，可通過(guò)先除去CO2和可能蒸發(fā)出的未分解的草酸，可將氣體通入濃氫氧化鈉溶液除去CO2，用澄清的石灰水檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w是否除凈；之后對(duì)氣體進(jìn)行干燥處理，則需通入無(wú)水氯化鈣，然后再通入灼熱的CuO，若有CO，則發(fā)生反應(yīng)CO+CuOCu+CO2，再將生產(chǎn)的氣體通入澄清石灰水中檢驗(yàn)是否有CO2生成，由于C不一定完全反應(yīng)，CO為有毒氣體，則最后需連接尾氣處理裝置，故依次連接的合理順序?yàn)锳、B、F、D、G、H、D、I；CO和CuO反應(yīng)生成CO2和Cu，故裝置H的物質(zhì)為為CuO。

②若存在CO，CO+CuOCu+CO2，H中黑色的CuO被還原為紅色Cu，同時(shí)生成CO2，則D中觀察到澄清石灰水變渾濁。

（1）根據(jù)信息可知草酸晶體（H2C2O42H2O）熔點(diǎn)較低，受熱后易熔化為液態(tài)，因此裝置A中試管口略向上傾斜；草酸晶體（H2C2O42H2O）受熱脫水、升華，170℃以上分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成；草酸的鈣鹽難溶于水，草酸易升華，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置裝有冰水，溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)；正確答案：草酸晶體熔點(diǎn)低，受熱熔化；CO2；冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO2的檢驗(yàn)。

（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO和CuO發(fā)生還原反應(yīng)生成CO2，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免環(huán)境污染，所以其連接順序是F、D、G、H、D、I；H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生，CuO能被CO還原且反應(yīng)過(guò)程中黑色固體變?yōu)榧t色，現(xiàn)象明顯，所以H中盛放的物質(zhì)是CuO；草酸分解產(chǎn)生的氣體中含有一氧化碳和二氧化碳，混合氣體先通過(guò)濃的氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳，再通過(guò)澄清的石灰水，如果不變渾濁，說(shuō)明二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)被F吸收完全；正確答案：CuO ；證明CO2已除盡。

②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，且CO將黑色的CuO還原為紅色的Cu，H中黑色固體轉(zhuǎn)化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說(shuō)明含有CO；正確答案：H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。