Question

19．在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H₂C₂O₄）受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學(xué)課外興趣小組對碳的氧化物的成分進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．
【提出問題】如何通過實(shí)驗(yàn)確定碳的氧化物的成分．
【收集資料】a．濃硫酸有吸水性，可用于干燥某些氣體；
b．氫氧化鈉溶液能與CO₂反應(yīng)，可除去CO₂氣體．
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有CO2	CO和CO2都有

【設(shè)計實(shí)驗(yàn)】基于猜想3，興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)裝置：

【實(shí)驗(yàn)探究】
①實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO₂氣體．
②實(shí)驗(yàn)過程中還觀察到以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
Ⅰ．C裝置中澄清石灰水不變渾濁；
Ⅱ．E裝置中黑色固體變紅色；
Ⅲ．F裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO氣體．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立．
【問題討論】
①有同學(xué)想驗(yàn)證草酸分解是否有氫氣生成，則需在上述裝置中的合適位置添加適當(dāng)?shù)膬x器和藥品，具體做法是在E和F之間連接一裝有無水硫酸銅的U型管．
②C裝置的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收；
③該實(shí)驗(yàn)裝置還需完善之處是酒精燈點(diǎn)燃F裝置中的尾氣．
【計算】若有4.4g的二氧化碳通入到足量的澄清石灰水中，則理論上可以得到沉淀的物質(zhì)的量為多少摩爾？（根據(jù)化學(xué)方程式列式計算）0.1mol．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)猜想1和3分析；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）A裝置中的澄清石灰水變渾濁，能夠證明有CO₂氣體；
（2）氧化銅有黑色變紅色，最后有二氧化碳生成，說明有CO存在，根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物然后寫出化學(xué)反應(yīng)式即可；
【問題討論】①根據(jù)氫氣的性質(zhì)分析；
②石灰水可用來檢測二氧化碳；
③根據(jù)一氧化碳的毒性分析；
（1）二氧化碳可以檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在；濃硫酸可以吸收水分；
（2）裝置末端酒精燈可以處理尾氣CO．
【計算】根據(jù)化學(xué)方程式列式計算．

解答 解：【猜想】根據(jù)猜想1和3可知，猜想2是只有CO₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】（1）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水變渾濁，所以A裝置中的澄清石灰水變渾濁，能夠證明有CO₂氣體；
（2）C裝置中澄清石灰水不變渾濁，說明原有的二氧化碳已經(jīng)被完全吸收；E裝置中黑色粉末變成紅色，說明氧化銅被還原；F中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，說明還原氣是CO．氧化碳與氧化銅混合加熱生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
【問題討論】①氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水，水可以使無水硫酸銅變藍(lán)色，所以在E和F之間連接一裝有無水硫酸銅的U型管．
②C裝置的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收；
③為防止一氧化碳污染空氣，裝置末端酒精燈可以點(diǎn)燃尾氣CO，防止污染空氣．
【計算】4.4g的二氧化碳物質(zhì)的量為：n（CO₂）=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol
設(shè)可以產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為x
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
1                            1
0.1mol                     x
$\frac{1}{1mol}=\frac{1}{x}$，則x=0.1mol
答：可以產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.1mol．
故答案為：
【猜想】
CO₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】A；黑色固體變紅色；F；
【問題討論】在E和F之間連接一裝有無水硫酸銅的U型管；檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收；酒精燈點(diǎn)燃F裝置中的尾氣；
【計算】可以產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.1mol．

點(diǎn)評 此題是檢驗(yàn)一氧化碳和二氧化碳的存在，就要我們熟悉一氧化碳和二氧化碳的性質(zhì)特點(diǎn)．