Question

16．草酸（H₂C₂O₄）又名乙二酸，是一種有機(jī)酸，易溶于水，廣泛存在于植物源食品中．草酸不穩(wěn)定，在濃硫酸的催化作用下，草酸固體受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學(xué)課外興趣小組對(duì)生成物中碳的氧化物種類進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：
【提出問(wèn)題】生成物中有哪幾種碳的氧化物？
【實(shí)驗(yàn)猜想】猜想1：只有CO；
猜想2：只有CO₂（填化學(xué)式）；
猜想3：含有CO和CO₂．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】基于猜想3，根據(jù)CO和CO₂的性質(zhì)，興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO₂氣體生成，請(qǐng)寫(xiě)出A裝置中的化學(xué)反應(yīng)方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有兩種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：
①C裝置澄清石灰水不變渾濁，F(xiàn)裝置中出現(xiàn)變渾濁的現(xiàn)象；
②E裝置中出現(xiàn)黑色粉末變成紅色的現(xiàn)象．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立．
草酸分解的化學(xué)方程式時(shí)是H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問(wèn)題討論】
（1）B裝置的作用是除去二氧化碳；
（2）C裝置的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡；
（3）該試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)還有一處明顯不足（實(shí)驗(yàn)前已排盡裝置內(nèi)的空氣），請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)措施點(diǎn)燃尾氣或者收集尾氣（任寫(xiě)一條）．

Answer 1

分析 根據(jù)掌握的常見(jiàn)氣體的性質(zhì)和鑒別方法進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的分析驗(yàn)證，過(guò)程中要分析命題人的設(shè)計(jì)意圖，也就是根據(jù)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)猜想】由于猜想1：只有CO和猜想3：含有CO和CO₂；所以猜想2：只有 CO₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO₂氣體生成，裝置中是氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有兩種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：
①當(dāng)有一氧化碳時(shí)，由于一氧化碳具有還原性而轉(zhuǎn)化為二氧化碳，所以對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為C裝置澄清石灰水不變渾濁，F(xiàn)裝置中出現(xiàn) 變渾濁的現(xiàn)象；
②當(dāng)有一氧化碳時(shí)，由于一氧化碳具有還原性而奪取氧化銅中的氧元素使氧化銅轉(zhuǎn)化為銅，所以對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為E裝置中出現(xiàn)黑色粉末變成紅色的現(xiàn)象．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立．
草酸分解生成水、一氧化碳和二氧化碳，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為 H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問(wèn)題討論】
（1）氫氧化鈣溶解度小，但是與二氧化碳反應(yīng)有明顯的現(xiàn)象就是生成白色沉淀，所以B裝置的作用是檢驗(yàn)二氧化碳；
（2）氫氧化鈉的溶解度大，利于用來(lái)吸收二氧化碳，所以C裝置的作用是 吸收二氧化碳；
（3）由于一氧化碳有毒，所以該試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)還有一處明顯不足（實(shí)驗(yàn)前已排盡裝置內(nèi)的空氣），請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)措施 點(diǎn)燃尾氣或者收集尾氣（任寫(xiě)一條）．
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)猜想】CO₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）
①變渾濁；
②黑色粉末變成紅色．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【問(wèn)題討論】
（1）除去二氧化碳；
（2）檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡；
（3）點(diǎn)燃尾氣或者收集尾氣．

點(diǎn)評(píng) 熟悉常見(jiàn)氣體的制備原理以及對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式，對(duì)應(yīng)的制取與收集裝置等，實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)要注意意義對(duì)應(yīng)．