Question

2．下面是某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程，請(qǐng)你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)．
【研究課題】探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物
【查閱資料】
（1）該小組同學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)，獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識(shí)：

名稱(chēng)	化學(xué)式	顏色、狀態(tài)	溶解性	熔點(diǎn)（℃）	密度（g/cm3）
草酸	H2C2O4	-	易溶于水	189.5	1.900
草酸晶體	H2C2O4•2H2O	無(wú)色晶體	-	101.5	1.650

（2）白色的無(wú)水硫酸銅遇水蒸氣會(huì)變藍(lán)色
【作出猜想】
第一種：草酸分解產(chǎn)物CO₂和H₂
第二種：草酸分解產(chǎn)物是CO₂、CO和H₂O
第三種：草酸的分解產(chǎn)物是CO₂、H₂O（你猜想的產(chǎn)物化學(xué)式）
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

【實(shí)驗(yàn)操作】甲同學(xué)按其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖1）實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到澄清的石灰水變渾濁了乙同學(xué)按圖2的裝置實(shí)驗(yàn)也觀察到澄清的石灰水變渾濁了，這些現(xiàn)象證明產(chǎn)物中一定有CO₂； 無(wú)水CuSO₄變藍(lán)，證明產(chǎn)物中還有H₂O若產(chǎn)物中有CO，則乙的對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是點(diǎn)燃干燥管上方的氣體，可以燃燒，燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁證明CO生成的化學(xué)反應(yīng)方程式是2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
【得出結(jié)論】若第二種猜想是正確的，請(qǐng)你寫(xiě)出草酸分解的反應(yīng)方程式
H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
【反思評(píng)價(jià)】乙認(rèn)為甲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷：由于試管口向下傾斜，草酸晶體熔點(diǎn)較低，加熱到182℃便開(kāi)始熔化，因此實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你談?wù)勓b置2的至少兩點(diǎn)優(yōu)于裝置1的優(yōu)點(diǎn)：
防止熔化的草酸流出；圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有水蒸氣；圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有一氧化碳；圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有氫氣．
利用乙設(shè)計(jì)的裝置證明產(chǎn)物中沒(méi)有H₂的方法是：在干燥管上方罩一干冷燒杯，點(diǎn)燃?xì)怏w，觀察燒杯內(nèi)壁無(wú)水珠出現(xiàn)
【交流討論】丙同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：草酸是一種酸，在受熱分解過(guò)程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物．丙同學(xué)通過(guò)進(jìn)一步研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)中CO₂的檢驗(yàn)提出質(zhì)疑，并提出實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施，他提出的措施是在裝置之間加一個(gè)冷卻裝置（塞有雙孔橡皮塞的試管或廣口瓶等）或盛有水的洗氣瓶．

Answer 1

分析 【作出猜想】草酸中含有碳、氫、氧三種元素，所以草酸加熱分解的產(chǎn)物中一定含有這三種元素；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】在實(shí)驗(yàn)室中通常通過(guò)澄清的石灰水是否變渾濁來(lái)判斷是否二氧化碳；無(wú)水硫酸銅可以驗(yàn)證是否產(chǎn)生了水蒸氣，根據(jù)一氧化碳的性質(zhì)可以寫(xiě)出判斷一氧化碳存在的化學(xué)方程式；
【得出結(jié)論】根據(jù)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】中的產(chǎn)物來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式；
【反思評(píng)價(jià)】分析乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置可以知道，無(wú)水硫酸銅可以驗(yàn)證是否產(chǎn)生了水蒸氣，而通過(guò)對(duì)尾氣的點(diǎn)燃可以驗(yàn)證氫氣和一氧化碳，所以可以從這些方面來(lái)對(duì)甲同學(xué)的裝置和乙同學(xué)的裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)．
【交流討論】為了防止草酸鈣和草酸氫鈣對(duì)二氧化碳檢驗(yàn)的影響，最后在驗(yàn)證二氧化碳前把它們除去．

解答 解：【作出猜想】因?yàn)樵诨瘜W(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)沒(méi)有改變，所以草酸分解的產(chǎn)物可能是CO₂、H₂O（或CO、H₂O等）；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，而本實(shí)驗(yàn)中的澄清石灰水變渾濁，可以判斷草酸分解生成了二氧化碳；無(wú)水硫酸銅變藍(lán)則驗(yàn)證了該產(chǎn)物中含有水蒸氣；一氧化碳具有可燃燒性，其燃燒后的產(chǎn)物為二氧化碳，能使澄清石灰水變渾濁，故可以寫(xiě)出驗(yàn)證一氧化碳存在的化學(xué)方程式為：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【得出結(jié)論】由實(shí)驗(yàn)知，草酸分解的產(chǎn)物有二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣，所以其反應(yīng)的方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O；
【反思評(píng)價(jià)】根據(jù)題給的信息可以知道草酸的熔點(diǎn)較低，所以為防止草酸熔化后流入導(dǎo)管中影響實(shí)驗(yàn)，所以乙同學(xué)所選擇的底部完全的試管較好；而同時(shí)乙同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置可以同時(shí)驗(yàn)證二氧化碳、一氧化碳和氫氣的存在；同時(shí)由于一氧化碳有毒，直接排放到空氣中能夠引起空氣的污染，所以乙同學(xué)將尾氣點(diǎn)燃，即驗(yàn)證了一氧化碳的存在，也解決了一氧化碳的污染問(wèn)題．而驗(yàn)證氫氣的方法則為：在球形干燥管的尖嘴處點(diǎn)燃通過(guò)堿石灰干燥后導(dǎo)出的氣體（或點(diǎn)燃尖嘴處的氣體），并在火焰上方罩一冷而干燥的小燒杯，燒杯內(nèi)壁無(wú)水霧，證明無(wú)H₂．
【交流討論】為了防止草酸鈣和草酸氫鈣對(duì)二氧化碳檢驗(yàn)的影響，最后在驗(yàn)證二氧化碳前把它們除去．
故答案為：【作出猜想】CO₂、H₂O（或CO、H₂O等）
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】CO₂；  H₂O；點(diǎn)燃干燥管上方的氣體，可以燃燒，燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁；2CO+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
【得出結(jié)論】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O；
【反思評(píng)價(jià)】防止熔化的草酸流出；圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有水蒸氣．
圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有一氧化碳；圖2裝置可以檢驗(yàn)出生成物中是否有氫氣．
在干燥管上方罩一干冷燒杯，點(diǎn)燃?xì)怏w，觀察燒杯內(nèi)壁無(wú)水珠出現(xiàn)．
【交流討論】在裝置之間加一個(gè)冷卻裝置（塞有雙孔橡皮塞的試管或廣口瓶等）或盛有水的洗氣瓶．

點(diǎn)評(píng) 熟練掌握常見(jiàn)氣體的性質(zhì)，并能利用其性質(zhì)對(duì)它進(jìn)行檢驗(yàn)、鑒別，這是我們必須掌握的基本技能，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)之一．