Question

16．草酸（H₂C₂O₄）又名乙二酸，是一種有機酸，易溶于水，廣泛存在于植物源食品中．草酸不穩(wěn)定，在濃硫酸的催化作用下，草酸固體受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學課外興趣小組對生成物中碳的氧化物種類進行了如下實驗探究：
【提出問題】生成物中有哪幾種碳的氧化物？
【實驗猜想】猜想1：只有CO；
猜想2：只有CO₂（填化學式）；
猜想3：含有CO和CO₂．
【設計實驗】基于猜想3，根據(jù)CO和CO₂的性質，興趣小組同學設計了如下實驗：

【實驗探究】
（1）觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO₂氣體生成，請寫出A裝置中的化學反應方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有兩種實驗現(xiàn)象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：
①C裝置澄清石灰水不變渾濁，F(xiàn)裝置中出現(xiàn)變渾濁的現(xiàn)象；
②E裝置中出現(xiàn)黑色粉末變成紅色的現(xiàn)象．
【實驗結論】通過實驗探究證明：猜想3成立．
草酸分解的化學方程式時是H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問題討論】
（1）B裝置的作用是除去二氧化碳；
（2）C裝置的作用是檢驗二氧化碳是否除盡；
（3）該試驗裝置的設計還有一處明顯不足（實驗前已排盡裝置內的空氣），請?zhí)岢龈倪M措施點燃尾氣或者收集尾氣（任寫一條）．

Answer 1

分析 根據(jù)掌握的常見氣體的性質和鑒別方法進行綜合實驗的分析驗證，過程中要分析命題人的設計意圖，也就是根據(jù)設計原理進行分析和評價．

解答 解：【實驗猜想】由于猜想1：只有CO和猜想3：含有CO和CO₂；所以猜想2：只有 CO₂；
【實驗探究】
（1）觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO₂氣體生成，裝置中是氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，對應的化學反應方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有兩種實驗現(xiàn)象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：
①當有一氧化碳時，由于一氧化碳具有還原性而轉化為二氧化碳，所以對應的現(xiàn)象為C裝置澄清石灰水不變渾濁，F(xiàn)裝置中出現(xiàn) 變渾濁的現(xiàn)象；
②當有一氧化碳時，由于一氧化碳具有還原性而奪取氧化銅中的氧元素使氧化銅轉化為銅，所以對應的現(xiàn)象為E裝置中出現(xiàn)黑色粉末變成紅色的現(xiàn)象．
【實驗結論】通過實驗探究證明：猜想3成立．
草酸分解生成水、一氧化碳和二氧化碳，對應的化學方程式為 H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問題討論】
（1）氫氧化鈣溶解度小，但是與二氧化碳反應有明顯的現(xiàn)象就是生成白色沉淀，所以B裝置的作用是檢驗二氧化碳；
（2）氫氧化鈉的溶解度大，利于用來吸收二氧化碳，所以C裝置的作用是 吸收二氧化碳；
（3）由于一氧化碳有毒，所以該試驗裝置的設計還有一處明顯不足（實驗前已排盡裝置內的空氣），請?zhí)岢龈倪M措施 點燃尾氣或者收集尾氣（任寫一條）．
故答案為：
【實驗猜想】CO₂；
【實驗探究】
（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）
①變渾濁；
②黑色粉末變成紅色．
【實驗結論】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問題討論】
（1）除去二氧化碳；
（2）檢驗二氧化碳是否除盡；
（3）點燃尾氣或者收集尾氣．

點評 熟悉常見氣體的制備原理以及對應的化學方程式，對應的制取與收集裝置等，實驗中的注意事項要注意意義對應．