Question

6．草酸是一種重要的化工產(chǎn)品．某�；瘜W(xué)興趣小組擬在實(shí)驗(yàn)室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸并探究草酸的分解產(chǎn)物．
Ⅰ．草酸的制備
該小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去）來制備草酸． 

實(shí)驗(yàn)過程如下：
①將一定量的淀粉水解液加入三頸瓶中；
②控制反應(yīng)液溫度在55～60℃條件下，邊攪拌邊緩緩滴加一定量含有適量催化劑的混酸（65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2：1.5）溶液；
③反應(yīng)3h左右，冷卻，抽濾后再重結(jié)晶得草酸晶體．
（1）該反應(yīng)需控制反應(yīng)液溫度在55～60℃，并緩緩滴加混酸，原因是溫度太低，則反應(yīng)速率慢；溫度太高或滴入過快會導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降（C₆H₁₂O₆和H₂C₂O₄都具有還原性，易被混酸進(jìn)一步氧化）． 
（2）抽濾是指利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強(qiáng)降低，達(dá)到固液分離的目的方法．抽濾的優(yōu)點(diǎn)是可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀．
（3）冷凝水的進(jìn)口為a（a、b ）口．
Ⅱ．草酸的分解實(shí)驗(yàn)探究
小組同學(xué)經(jīng)查閱資料知，草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開始升華，157℃時(shí)大量升華，繼續(xù)升溫會分解．為了檢驗(yàn)草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物中是否有CO₂，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了裝置1、裝置2來完成實(shí)驗(yàn)．
（4）簡述檢驗(yàn)裝置1氣密性的操作方法：如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良好．
（5）有同學(xué)提出裝置B處可能會發(fā)生危險(xiǎn)，理由是：B中的導(dǎo)管過長、過細(xì)，冷凝后的草酸晶體可能會堵塞導(dǎo)管而發(fā)生爆炸．
（6）甲、乙兩位同學(xué)都考慮到了用冰水來冷凝，冰水冷凝的目的是：防止草酸蒸氣干擾CO₂的檢驗(yàn)．
（7）有同學(xué)提出甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置都有缺陷，請你從A～F中選擇合適的儀器，組裝一套更合理的裝置，按照氣流由左到右的順序依次為（用字母表示）：A、E、F．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖堑玫讲菟�，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治隹刂茰囟仍?5～60℃，且緩緩滴加混酸的原因：一是速率，二是產(chǎn)率；
（2）抽濾的優(yōu)點(diǎn)是可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀；
（3）采取逆流原理，讓冷水下進(jìn)上出，達(dá)到充分冷凝的效果；
Ⅱ．（4）利用空氣熱脹冷縮，讓試管受熱，空氣受熱膨脹，逸出導(dǎo)管形成氣泡來檢查裝置的氣密性；
（5）草酸晶體受熱升華，在B中冷凝，而B中的導(dǎo)管過長、過細(xì)，冷凝后的草酸晶體可能會堵塞導(dǎo)管而發(fā)生爆炸；
（6）草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水后會生成草酸鈣沉淀，干擾二氧化碳的檢驗(yàn)；
（7）根據(jù)反應(yīng)物草酸的熔點(diǎn)低和驗(yàn)證二氧化碳時(shí)雜質(zhì)的和二氧化碳的性質(zhì)來組裝裝置．

解答 解：Ⅰ．（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖堑玫讲菟�，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治隹刂茰囟仍?5～60℃，且緩緩滴加混酸的原因：溫度太低，則反應(yīng)速率慢；溫度太高或滴入過快會導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降（C₆H₁₂O₆和H₂C₂O₄都具有還原性，易被混酸進(jìn)一步氧化），
故答案為：溫度太低，則反應(yīng)速率慢；溫度太高或滴入過快會導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降（C₆H₁₂O₆和H₂C₂O₄進(jìn)都具有還原性，易被混酸進(jìn)一步被氧化）；
（2）抽濾的優(yōu)點(diǎn)是可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀，
故答案為：可加快過濾速度，并能得到較干燥的沉淀；
（3）采取逆流原理，讓冷水下進(jìn)上出，達(dá)到充分冷凝的效果，
故答案為：a；
Ⅱ．（4）如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良，
故答案為：如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良；
（5）草酸晶體受熱升華，在B中冷凝，而B中的導(dǎo)管過長、過細(xì)，冷凝后的草酸晶體可能會堵塞導(dǎo)管而發(fā)生爆炸，
故答案為：B中的導(dǎo)管過長、過細(xì)，冷凝后的草酸晶體可能會堵塞導(dǎo)管而發(fā)生爆炸；
（6）草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水后會生成草酸鈣沉淀，干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，用冰水來冷凝除掉二氧化碳中的草酸蒸氣，
故答案為：防止草酸蒸氣干擾CO₂的檢驗(yàn)；
（7）由于草酸在101℃時(shí)熔化，反應(yīng)裝置中試管口應(yīng)向上傾斜，故選A裝置；產(chǎn)生的氣體中有草酸、一氧化碳，選擇裝置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用點(diǎn)燃的方法除去尾氣中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此一般用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，故選裝置F；所有組裝一套可更好達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置，按照氣流由左到右的順序依次為：A、E、F，
故答案為：A、E、F．

點(diǎn)評 本題通過探討草酸的性質(zhì)，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度較大，正確理解題干信息明確反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>