Question

20．某化學(xué)興趣小組學(xué)習(xí)一氧化碳后，對如何制取一氧化碳產(chǎn)生了濃厚興趣，他們進行了如下的探究活動，請你參與完成探究實驗．
【查閱資料】
（1）實驗室通常是利用草酸（化學(xué)式為H₂C₂O₄）分解來制取一氧化碳的；
（2）草酸是一種無色透明狀晶體或粉末，在189.5℃或遇濃硫酸分解．
【提出問題】草酸在濃硫酸催化下能生成哪些物質(zhì)？
【提出猜想】猜想1：草酸分解產(chǎn)物為CO₂、CO；
猜想2：草酸分解產(chǎn)物為CO₂、H₂O；
猜想3：草酸分解產(chǎn)物為CO、H₂O；
猜想4：草酸分解產(chǎn)物為CO₂、CO、H₂O
…
小組同學(xué)經(jīng)過一番討論和推理后，認為只有猜想4能成立．
【實驗驗證】小組同學(xué)選用如圖所示裝置（裝置可重復(fù)利用）驗證猜想4（草酸分解裝置省略）

（1）該小組所選用的裝置有一明顯缺陷是缺少尾氣處理裝置．
（2）選擇裝置A（或C或BA）可證明CO₂（或H₂O或CO）的存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（或CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O或CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂）．
（3）小麗認為用B裝置就可證明CO的存在，她依據(jù)的現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)榱良t色；小剛認為她的做法不夠嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)結(jié)合A裝置進行CO的驗證．你認為小剛的質(zhì)疑理由可能是：草酸分解有可能生成H₂，H₂也會使黑色粉末變?yōu)榱良t色．
（4）請用箭頭按順序連接驗證猜想4的整套實驗裝置（假設(shè)每步反應(yīng)完全）（可根據(jù)需要添加裝置）草酸分解產(chǎn)生的氣體→C→A→C→B→C→A→尾氣處理．
【實驗結(jié)論】實驗證明猜想4正確，請寫出草酸在濃硫酸催化下分解的化學(xué)方程式H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）分析尾氣中含有有毒的一氧化碳氣體；
（2）根據(jù)物質(zhì)的檢驗方法來分析；
（3）根據(jù)氧化銅被還原的現(xiàn)象來分析；
（4）根據(jù)水、一氧化碳、二氧化碳的性質(zhì)進行驗證；
【實驗結(jié)論】根據(jù)實驗現(xiàn)象結(jié)合質(zhì)量守恒定律來寫出化學(xué)反應(yīng)式即可．

解答 解：（1）在實驗過程中，一氧化碳沒有完全參與反應(yīng)，所以尾氣中含有一氧化碳，直接排放到空氣中會造成空氣污染，故填：缺少尾氣處理裝置；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，水蒸氣能使無水硫酸銅變藍色；一氧化碳在加熱的條件下能將氧化銅還原為銅，同時生成二氧化碳；故填：A（或C或BA）；CO₂（或H₂O或CO）；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（或CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O或CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂）；
（3）在加熱的條件下，一氧化碳能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅，但是能將氧化銅還原的氣體還有氫氣等；故填：黑色粉末變?yōu)榱良t色；草酸分解有可能生成H₂，H₂也會使黑色粉末變?yōu)榱良t色；
（4）讓草酸分解生成的三種氧化物先通過C，無水硫酸銅變藍能證明有水的存在，再通過A，石灰水變渾濁說明有二氧化碳，通過C除去水，然后通過B，黑色粉末變?yōu)榧t色說明有一氧化碳，檢驗是否有水通過C，最后通過A，除去在B中產(chǎn)生的二氧化碳．故答案為：C→A→C→B→C→A→尾氣處理；
【實驗結(jié)論】據(jù)上述分析結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)可以知道，草酸分解產(chǎn)生了二氧化碳、一氧化碳和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．故填：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

點評 本考點考查了氣體的檢驗、質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的書寫等，知識點比較多，綜合性比較強．有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．