Question

【題目】某研究性學習小組的同學通過查閱資料得到如下信息:草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，受熱脫水、升華，易溶于水，170℃以上分解可得到CO、CO2、H2O，H2C2O4難溶于水。他們欲利用如下裝置驗證上述產物(加熱儀器、夾持儀器省略）。

(1)加熱草酸晶體使其分解的裝置是________(從I、II、III中選取)，驗證其分解產物的裝置依次是______→A→尾氣處理裝置(用裝置字母作答，裝置可重復使用）。

(2)D中試劑是_________，證明有CO生成的現象是_______。

(3)實驗中有兩處需要加熱，加熱的順序是_________，寫出一種處理尾氣的方法:_____________。

(4)若上述實驗均產生了預期的現象，寫出草酸分解的化學方程式:_________________。

(5)設計一種方案證明草酸是弱酸_________。

Answer 1

【答案】 I D→F→A→B→C→E或D→F→A→B→A→C→E 無水CuSO4 E中固體由黑色變成紅色，E右側的澄清石灰水變渾濁 先加熱裝置I（或III），后加熱裝置E 用排水法收集尾氣或將尾氣燃燒掉（2分） H2C2O4·2H2OCO2↑+CO↑+3H2O(2分) 測量Na2C2O4溶液的pH，pH>7或向等物質的量濃度的鹽酸和草酸溶液中各滴入2滴石蕊試液，草酸溶溶中紅色淺一些

【解析】試題分析：根據題意，驗證草酸晶體受熱分解產物，應先將混合氣體通過無水硫酸銅檢驗H2O；再把未分解的H2C2O4分離出來；然后通過澄清石灰水檢驗CO2，并通過濃NaOH溶液除去CO2；最后通過灼熱的CuO檢驗CO。

解析：（1）固體藥品加熱需要試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管炸裂，所以不能選擇I裝置；由于草酸晶體175°C以上開始分解，而其熔點為101.5℃，未分解之前就已熔化，如試管口略向下則會流向試管口，不能完成分解實驗，從而影響后續實驗，所以不能用II裝置加熱，應用III裝置；根據整體分析，為防止驗證過程相互干擾，驗證順序為： H2O→ H2C2O4 →CO2→ CO，裝置依次為：D→F→A→B→C→E或D→F→A→B→A→C→E 。

（2）使用無水硫酸銅驗證有水生成，故D中試劑是無水CuSO4；通過E中固體由黑色變成紅色，E右側的澄清石灰水變渾濁的現象驗證混合氣體中有CO。

（3）草酸晶體分解需要加熱，CO還原CuO需要加熱，故先加熱裝置III，后加熱裝置E；尾氣主要是CO，可用收集法或燃燒法處理，故可用排水法收集尾氣或將尾氣燃燒掉。

（4）若上述實驗均產生了預期的現象，說明草酸晶體分解產生了CO、CO2和H2O，化學方程式為：H2C2O4·2H2OCO2↑+CO↑+3H2O。

（5）可通過測量Na2C2O4溶液的pH（pH>7）或向等物質的量濃度的鹽酸和草酸溶液中各滴入2滴石蕊試液（草酸溶溶中紅色淺一些）的方法來證明草酸是弱酸。