Question

草酸（H₂C₂O₄）是一種有機酸，其晶體（C₂H₂O₄·2H₂O）是一種無色晶體，熔點較低，加熱會熔化、氣化和分解。草酸晶體受熱分解生成碳的氧化物和水。

某化學課外興趣小組對草酸晶體受熱分解進行了以下探究實驗。

【提出問題】如何通過實驗確定碳的氧化物的成分。

【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有	CO、CO2都有

 

【設計實驗】基于猜想3，興趣小組同學設計了如下實驗裝置：

【實驗探究】

（1）實驗過程中觀察到       裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO₂氣體。

（2）實驗過程中還觀察到以下實驗現象：①C裝置中澄清石灰水不變渾濁；②E裝置中         ；③F裝置中澄清石灰水變渾濁，證明有CO氣體。

【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是                            。

【問題討論】

（1）C裝置的作用是                   ；D裝置的作用是                      。

（2）裝置末端酒精燈的作用是                    。

【實驗反思】

（1）如圖G是用來加熱草酸晶體的裝置。請寫出標號儀器的名稱①             ；②              。

小華認為該裝置錯誤，正確的應是試管口略向下傾斜，你認為小華的判斷          （選填：“正確”或“不正確”），理由是                         。

（2）實驗室也可用加熱草酸晶體的方法獲得CO。CO是一種無色、無味的劇毒氣體，其密度比空氣略小，難溶于水。CO使人體中毒的原因是       ；收集CO可用H裝置，氣體應從        端進入（選填“a”或“b”）

 

Answer 1

【答案】

 

【猜想】    CO₂  

【實驗探究】（1）A     （2）E裝置中固體由黑色變為紅色 。

【實驗結論】H₂C₂O₄CO₂↑+CO↑+H₂O。

【問題討論】

（1）證明二氧化碳是否被完全吸收檢驗二氧化碳是否被完全吸收；吸收水分。

（2）處理尾氣CO。

【實驗反思】（1）①試管，檢驗二氧化碳是否被完全吸收；

②鐵架臺 ；不正確，理由是草酸晶體熔點低加熱易熔化，如試管口略向下傾斜則會流出試管，不能完成實驗。

（2）能與人體的血紅蛋白相結合，使之失去運輸氧的能力；     b

【解析】

試題分析：

【猜想】碳的氧化物常見的為一氧化碳與二氧化碳，所以答案應為CO₂

【設計實驗】設計整套裝置的目的是為了證明產生的氣體中CO₂、CO兩種氣體都有。我們知道，要證明CO₂氣體，只要將氣體通入澄清石灰水即可（通過裝置A實現），而要證明CO，則相對較復雜些，必須先將CO轉化為CO₂（通過裝置E實現），后通過證明CO₂的存在（通過裝置F實現）推導出存在CO氣體（CO存在的證明屬于間接證明）。本題要證明CO₂、CO兩種氣體都有，應先通過裝置A證明含CO₂，再通過E、F證明含CO。不過，為了避免原先存在的CO₂對CO檢驗時產生干擾，在氣體通入裝置E之前必須將原來的CO₂“除盡”。裝置B、C就是為實現此目的而設置，其中裝置B是“除”去原來的CO₂，而裝置C是為了說明已“盡”。至于裝置D，明顯是為了吸收氣體中的水份，使進入E裝置的氣體呈干燥狀態，這個裝置的有無對于實驗結果沒什么太大的影響，去掉也沒什么大問題。還有一個是裝置末尾的酒精燈，它的作用也很明顯，是為了處理尾氣中可能還存在的CO，防止中毒和環境污染。事實上任何一個化學反應都不可能將反應物百分之百利用掉。

依據以上分析，不難明白【實驗探究】、【問題討論】中的幾個問題答案。

【實驗結論】根據題目信息：草酸晶體受熱分解生成碳的氧化物和水，以及“猜想3成立”，我們知道草酸晶體分解生成了CO₂、CO和水。既然是“分解”，那說明反應物也就只有草酸一種。故我們可以寫出以下方程式：H₂C₂O₄=CO₂↑+CO↑+H₂O。

【實驗反思】（1）一般地給試管中的固體加熱，管口必須略向下傾斜，但本題中供給的信息“熔點較低，加熱會熔化、氣化”決定了其特殊性。

（2）CO使人中毒是因為CO與血紅蛋白結合能力遠遠超過O₂與血紅蛋白的結合能力，當空氣中存在CO時，氧氣就無法與血紅蛋白結合，人體細胞得不到氧氣就會缺氧，長時間如此細胞就會死亡，人體也就缺氧窒息而死。用H裝置收集CO，就是要把瓶中原先的水排出，把CO裝入瓶中，水只可能從a排出，那CO只能從b通入。

考點：CO₂、CO等氣體的性質、檢驗，氣體制備的發生裝置、收集裝置，信息方程式的書寫。