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9.草酸是一種酸,草酸晶體(H2C2O4•2H2O)易溶于水,熔點較低,加熱會熔化、氣化和分解.草酸(H2C2O4)與氫氧化鈣的反應:H2C2O4+Ca(OH)2═CaC2O4↓(白色)+2H2O.
【分析討論】
(1)草酸的水溶液的pH<7(填“>”、“=”、“<”)
(2)實驗室可用加熱草酸晶體分解的方法獲得CO
①先加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O,其化學方程式是H2C2O4•2H2O_CO↑+CO2↑+3H2O↑;
②再將生成的混合氣體通過NaOH溶液吸收CO2,其化學方程式是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;
③最后用圖1裝置收集CO,氣體應從b 端進入(選填“a”或“b”).

【實驗反思】
(3)甲認為圖2中試管口應略向下傾斜,老師、同學討論后一致認為裝置是正確的,理由是防止草酸加熱熔化將導管堵塞.
(4)實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁,乙認為一定是由草酸晶體受熱分解產生的CO2所導致,丙認為乙的結論不嚴密,理由是草酸加熱氣化產生草酸(H2C2O4)蒸氣與氫氧化鈣反應生成CaC2O4沉淀.
【生活鏈接】菠菜營養(yǎng)豐富,但菠菜豆腐同食,易得結石(主要成分:草酸鈣晶體),小組同學對草酸鈣晶體的性質及組成產生了興趣.
【性質探究】按圖3裝置將草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)樣品高溫加熱,使其完全分解并檢驗產生的氣體.
【問題討論】
(5)B中觀察到硫酸銅粉末變藍現象,說明反應生成了水;
(6)C、G中澄清石灰水均變渾濁,說明反應還生成CO和CO2氣體.
(7)反應開始前通入氮氣的目的是排盡裝置內的空氣或除去裝置中的水、二氧化碳和氧氣.
【組成確定】
(8)利用熱分析儀對草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)進行熱分解,獲得相關數據,繪制成固體質量-分解溫度的關系如圖4.
①溫度為200℃左右時,晶體全部失去結晶水,晶體中結晶水的質量為1.8g.
②計算CaC2O4•xH2O中的x(CaC2O4的相對分子質量:128),x=1.
③800℃以上時,經檢驗殘留固體為氧化物,圖中m的值是5.6g.
④寫出固體質量由12.8g變?yōu)?0.0g時的化學方程式CaC2O4_CO↑+CaCO3

分析 【分析討論】(1)根據草酸(H2C2O4)與氫氧化鈣的反應:H2C2O4+Ca(OH)2═CaC2O4↓(白色)+2H2O,推測其酸堿性;
(2)根據“加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O”,找出反應物、生成物,書寫化學方程式;考慮用圖1裝置排水法收集CO的方法“短管進,長管出”.
【實驗反思】(3)試管口應略向下傾斜,應考慮 防止草酸加熱融化將導管堵塞.
(4)分析此問,考慮草酸加熱氣化產生草酸(H2C2O4)蒸氣與氫氧化鈣會反應生成CaC2O4沉淀;
【問題討論】(5)考慮將草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)樣品高溫加熱,生成水;
(6)考慮C、G中澄清石灰水均變渾濁的原因;
(7)反應開始前通入氮氣的目的,考慮排除干.
【組成確定】
(8)根據圖4進行分析:①溫度為200℃左右時,晶體全部失去結晶水,由圖中數據可計算.
②因為CaC2O4的相對分子質量:128,根據圖象可知0~200℃是晶體失去結晶水的過程,根據關系式CaC2O4•xH2O~CaC2O4,進行計算.
③800℃以上時,經檢驗殘留固體為氧化物氧化鈣,根據化學方程式,進行計算.
④400℃時草酸鈣分解,其質量由12.8g變?yōu)?0.0g,生成碳酸鈣和CO固體,根據反應物、生成物,進行書寫化學方程式.

解答 解:【分析討論】
(1)根據草酸(H2C2O4)與氫氧化鈣的反應:H2C2O4+Ca(OH)2═CaC2O4↓(白色)+2H2O,推測草酸的水溶液的pH<7;
(2)①根據“加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O”,故其化學方程式是H2C2O4•2H2O_CO↑+CO2↑+3H2O↑;
②NaOH溶液吸收CO2的化學方程式是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;
③用圖1裝置排水法收集CO,氣體應從b端進入.
【實驗反思】
(3)甲認為圖2中試管口應略向下傾斜,應考慮防止草酸加熱熔化將導管堵塞.
(4)實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁,乙認為一定是由草酸晶體受熱分解產生的CO2所導致,丙認為乙的結論不嚴密,理由是草酸加熱氣化產生草酸(H2C2O4)蒸氣與氫氧化鈣反應生成CaC2O4沉淀.
【問題討論】
(5)將草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)樣品高溫加熱,B中觀察到硫酸銅粉末變藍現象,說明反應生成了水;
(6)C中澄清石灰水均變渾濁,說明反應還生成CO2氣體;G中澄清石灰水均變渾濁,說明反應還生成CO氣體,因為一氧化碳與氧化銅反應會生成二氧化碳.
(7)反應開始前通入氮氣的目的是排盡裝置內的空氣或除去裝置中的水、二氧化碳和氧氣.
【組成確定】
(8)利用熱分析儀對草酸鈣晶體(CaC2O4•xH2O)進行熱分解,獲得相關數據,繪制成固體質量-分解溫度的關系如圖4.
①溫度為200℃左右時,晶體全部失去結晶水,晶體中結晶水的質量為14.6g-12.8g=1.8g.
②因為CaC2O4的相對分子質量:128,根據圖象可知0~200℃是晶體失去結晶水的過程,14.6克CaC2O4•xH2O失去水后生成12.8克CaC2O4,根據
CaC2O4•xH2O~CaC2O4,
128+18x     128
14.6g       12.8g
128+18x128=14.6g12.8g,解得x═1.
③800℃以上時,經檢驗殘留固體為氧化物,設生成氧化鈣的質量為x.
CaC2O4_CaO+CO↑+CO2↑.
128      56
12.8g     x
12856=12.8gx,解得x=5.6個,即圖中m的值是5.6g.
④400℃時草酸鈣分解,其質量由12.8g變?yōu)?0.0g,生成碳酸鈣和CO固體,故其反應的化學方程式是:CaC2O4_CaCO3+CO↑.
故答案為:
【分析討論】(1)<
(2)①H2C2O4•2H2O_CO↑+CO2↑+3H2O↑(反應物寫H2C2O4,方程式正確也給分)
②2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;③b
【實驗反思】(3)防止草酸加熱熔化將導管堵塞;
(4)草酸加熱氣化產生草酸(H2C2O4)蒸氣與氫氧化鈣反應生成CaC2O4沉淀;
【性質探究】(5)硫酸銅粉末變藍;(6)CO;CO2;
(7)排盡裝置內的空氣或除去裝置中的水、二氧化碳和氧氣(學生答除去裝置內的水和二氧化碳給分)
【組成確定】(8)①1.8  ②1  ③5.6g  ④CaC2O4_CO↑+CaCO3

點評 本題通過實驗的方式探究了菠菜不能與豆腐同食的原因,考查了學生應用化學知識解決生活中實際問題的能力,解答時一要熟悉常見物質的檢驗、鑒定方法,二要挖掘題目信息并靈活應用,仔細分析和解決問題.

練習冊系列答案
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