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)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華、170℃以上分解。回答下列問題：

（1）甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。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物中有______；裝置B的主要作用是______________________；

（2）乙組同學認為草酸晶體分解的產物中還可能含有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置進行實驗。

①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的順序為A、B、F、D、G、H、D、I，其中裝置H中盛有的物質是_______；第一次使用裝置D的作用是___________；

②能證明草酸晶體分解產物中有CO的現象是________________。

Answer 1

【答案】草酸晶體熔點低，受熱熔化CO2冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進入裝置C反應生成沉淀而干擾CO2的檢驗CuO證明CO2已除盡H中黑色粉末變為紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁

【解析】

（1）草酸晶體的熔點較低，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觀察到的現象為有氣泡產生，澄清石灰水變渾濁；根據C中澄清石灰水變渾濁可知草酸晶體分解產物中有CO2；草酸和Ca2+反應生成難溶物草酸鈣，冰水起到冷凝水蒸氣和草酸的作用，防止草酸進入裝置C和Ca2+反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗。

（2）①要檢驗草酸分解產物可能存在CO，可通過先除去CO2和可能蒸發出的未分解的草酸，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二氧化碳氣體是否除凈；之后對氣體進行干燥處理，則需通入無水氯化鈣，然后再通入灼熱的CuO，若有CO，則發生反應CO+CuOCu+CO2，再將生產的氣體通入澄清石灰水中檢驗是否有CO2生成，由于C不一定完全反應，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為A、B、F、D、G、H、D、I；CO和CuO反應生成CO2和Cu，故裝置H的物質為為CuO。

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

（1）根據信息可知草酸晶體（H2C2O42H2O）熔點較低，受熱后易熔化為液態，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，分解時會產生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現象是：有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；草酸的鈣鹽難溶于水，草酸易升華，導致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗，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；正確答案：草酸晶體熔點低，受熱熔化；CO2；冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進入裝置C反應生成沉淀而干擾CO2的檢驗。

（2）①要檢驗生成CO，在甲組實驗后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO和CuO發生還原反應生成CO2，再利用澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免環境污染，所以其連接順序是F、D、G、H、D、I；H裝置中盛放的物質應該具有氧化性，且和CO反應有明顯現象發生，CuO能被CO還原且反應過程中黑色固體變為紅色，現象明顯，所以H中盛放的物質是CuO；草酸分解產生的氣體中含有一氧化碳和二氧化碳，混合氣體先通過濃的氫氧化鈉溶液，除去二氧化碳，再通過澄清的石灰水，如果不變渾濁，說明二氧化碳氣體已經被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中黑色固體轉化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說明含有CO；正確答案：H中黑色粉末變為紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。