Question

15．固體草酸（H₂C₂O₄）在濃硫酸的催化作用下受熱分解成碳的氧化物和水．
某化學(xué)課外興趣小組對碳的氧化物的成分進行了實驗探究．
【提出問題】如何通過實驗確定碳的氧化物的成分．
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有CO2	CO和CO2都有

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

【實驗探究】
（1）實驗過程中觀察到A裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO₂氣體．
（2）實驗過程中還觀察到以下實驗現(xiàn)象：①裝置C中澄清石灰水不變渾濁；②E裝置中紅色粉末變成黑色；③裝置F中澄清石灰水變渾濁，證明有CO氣體．
【實驗結(jié)論】通過實驗探究證明：猜想3成立．
草酸分解的化學(xué)方程式是H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
【問題討論】
C裝置的作用是檢驗二氧化碳是否已被完全吸收；
E裝置發(fā)生反應(yīng)的方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 【實驗探究】（1）二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁，但是必須先進行驗證，因為二氧化碳也能夠和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可以據(jù)此解答該題；
（2）根據(jù)題中所給的圖及物質(zhì)的性質(zhì)進行解答即可；
【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；
【問題討論】澄清石灰水可以檢驗二氧化碳?xì)怏w的存在；氧化鐵在加熱條件下和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳．

解答 解：【實驗探究】（1）二氧化碳能夠使澄清石灰水變渾濁，但是必須先進行驗證，因為二氧化碳也能夠和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以若觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，則說明反應(yīng)生成了二氧化碳；
（2）二氧化碳也能夠和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以在經(jīng)過A裝置和B裝置后二氧化碳已被完全吸收，所以C裝置中澄清石灰水不變渾濁；E裝置中紅色粉末變成黑色，說明E裝置中發(fā)生了氧化鐵被一氧化碳還原的反應(yīng)，所以反應(yīng)生成的二氧化碳使得裝置F中澄清石灰水變渾濁；
【實驗結(jié)論】根據(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$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O；
【問題討論】澄清石灰水可以檢驗二氧化碳?xì)怏w的存在，所以C裝置的作用是檢驗二氧化碳是否被完全吸收；氧化鐵在加熱條件下和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，所以E裝置發(fā)生反應(yīng)的方程式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
故答案為：【實驗探究】（1）A；
（2）裝置C中澄清石灰水不變渾濁；裝置F中澄清石灰水變渾濁；
【實驗結(jié)論】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
【問題討論】檢驗二氧化碳是否已被完全吸收；
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．

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，注意設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法．