Question

12．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水；草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解．回答下列問題：
（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物．裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有CO₂．裝置B的主要作用是冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO₂的檢驗(yàn)．
（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①乙組的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳→B→F→D→G→H→D→I．裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是CuO；I中集氣瓶收集到的氣體主要是CO．
②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁．
（3）丙組同學(xué)欲進(jìn)一步證明產(chǎn)物CO能否與Na₂O₂反應(yīng)．從A～J中選用裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最簡(jiǎn)單的裝置接口連接順序是：A→B→F→J（盛Na₂O₂的干燥管）；實(shí)驗(yàn)后用J中的固體進(jìn)行驗(yàn)證的方法是：取丁中的固體，滴加足量稀硫酸，將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則發(fā)生了反應(yīng)；否則，未發(fā)生反應(yīng)（可另選試劑）．

Answer 1

分析 （1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳而使澄清石灰水變渾濁；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾實(shí)驗(yàn)；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO的還原性將CO氧化，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO；H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（3）丙組同學(xué)欲進(jìn)一步證明產(chǎn)物CO能否與Na₂O₂反應(yīng)，先將混合氣體中的二氧化碳除去，再通入裝有過氧化鈉的干燥管中，反應(yīng)后檢驗(yàn)干燥管中是否有碳酸鈉產(chǎn)生，判斷CO能否與Na₂O₂反應(yīng)．

解答 解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有二氧化碳生成；
草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，
故答案為：有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁；CO₂；冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO₂的檢驗(yàn)；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO和CuO發(fā)生還原反應(yīng)生成CO₂，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免環(huán)境污染，I中集氣瓶收集到的氣體主要是CO，所以其連接順序是F、D、G、H、D、I；H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生，CuO能被CO還原且反應(yīng)過程中黑色固體變?yōu)榧t色，現(xiàn)象明顯，所以H中盛放的物質(zhì)是CuO，
故答案為：F、D、G、H、D、I；CuO；CO；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，且CO將黑色的CuO還原為紅色的Cu，只要H中黑色固體轉(zhuǎn)化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說(shuō)明含有CO，
故答案為：H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁；
（3）丙組同學(xué)欲進(jìn)一步證明產(chǎn)物CO能否與Na₂O₂反應(yīng)，先將混合氣體中的二氧化碳除去，再通入裝有過氧化鈉的干燥管中，所以最簡(jiǎn)單的裝置接口連接順序是：A→B→F→J，反應(yīng)后取丁中的固體，滴加足量稀硫酸，將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則發(fā)生了反應(yīng)；否則，未發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：F；取丁中的固體，滴加足量稀硫酸，將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則發(fā)生了反應(yīng)；否則，未發(fā)生反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，難點(diǎn)是排列實(shí)驗(yàn)先后順序，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順序，注意要排除其它因素干擾，難度較大．