Question

乙二酸（H₂C₂O₄）俗稱草酸．各種植物都含有草酸，以菠菜、茶葉中含量多．常見的草酸是含有結晶水的無色晶體（H₂C₂O₄?XH₂O）．某校興趣小組同學對草酸進行研究．
【查閱資料】①草酸的酸性比醋酸強，是有機酸中的強酸，具有酸的通性．
②草酸晶體的熔點：101.5℃，無水乙二酸的熔點：189.5℃，無水乙二酸分解溫度是：157℃．③草酸能溶于水、乙醇等溶劑；草酸鈣難溶于水．
I．驗證草酸的酸性，完成實驗記錄：

	操作	實驗現象	原理或解釋
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液變成   色	溶液中含   離子
	加適量的鋅粒	觀察到	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化鐵粉末	觀察到紅棕色固體消失，溶液變成   色	草酸可以與金屬氧化物反應，生活中 可用草酸除銹

Ⅱ．探究草酸受熱分解的產物，完成實驗記錄：
（一）實驗一：初步確定草酸受熱分解的產物．
【猜想】興趣小組猜想草酸受熱分解會產生①CO₂  ②CO  ③NO₂  ④H₂O．你認為以上猜想肯定不合理的是

 

，理由是

 

．
【實驗】
（1）藥品：草酸晶體（H₂C₂O₄?XH₂O）、澄清石灰水
（2）裝置：根據查閱的相關資料，小組同學應該選擇裝置

 

（選擇“甲”或“乙”）對草酸晶體加熱．

（3）現象：燒杯中石灰水變渾濁；試管壁出現小水珠．
【結論】由此現象說明生成的產物中一定含

 

氣體；

 

（填“能”或“不能”）確定無水乙二酸受熱分解的產物中一定有水．
（二）實驗二：完善實驗一的相關裝置，進一步確定無水乙二酸（H₂C₂O₄）受熱分解的產物．
【實驗】
步驟一：準確12.6克草酸晶體（H₂C₂O₄?XH₂O），放進烘箱充分烘干，獲得無水乙二酸9克．則興趣小組確定草酸晶體中所含結晶水分子的數目為X=

 

．
步驟二：興趣小組在老師的指導下，設計了如圖裝置，對9克無水乙二酸充分加熱并確認分解的產物．

1．同學觀察到B中無水硫酸銅逐漸變藍，由此確認受熱分解的產物有

 

．
2．小組同學結合查閱的資料思考出裝置C中水的作用，認為沒有該裝置，就不能確認產物中

 

的存在．
3．實驗中，若小組同學觀察到E中

 

、G中

 

現象時，可確認分解產物中有CO．
4．F中發(fā)生反應的化學方程式為

 

，若F中放置的氧化鐵樣品為10克，經充分反應后

 

（填“能”或“不能”）被磁鐵完全吸引．
5．H裝置的作用是

 

．
【結論】同學最終確定了無水乙二酸分解的產物，完成了受熱分解的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,溶液的酸堿性測定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,燃燒與燃燒的條件

專題：科學探究

分析：Ⅰ、根據酸能夠使石蕊試液變成紅色，和活潑金屬反應產生氣泡，和金屬氧化物反應產生鹽和水分析；
Ⅱ、（一）【猜想】根據質量守恒定律或化學反應前后元素的種類不變分析猜想的合理性；
【實驗】根據固體藥品加熱的注意事項分析裝置；
【結論】根據現象得出結論；
（二）【實驗】步驟一：根據無水乙二酸和水的質量比計算X的值；
步驟二：1、根據觀察到B中無水硫酸銅逐漸變藍，說明有水的產生；
2、根據資料信息草酸能溶于水，草酸鈣難溶于水，分析水的作用；
3、根據一氧化碳還原氧化鐵的現象分析回答；
4、根據一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳寫出反應的方程式，根據10g氧化鐵需要一氧化碳的質量結合草酸的質量計算得出結論；
5、根據一氧化碳有毒分析裝置的作用；
【結論】根據以上分析的結論寫出反應的方程式．

解答：解：Ⅰ、信息顯示草酸顯酸性，酸中含有氫離子，因此酸能夠使石蕊試液變成紅色，和活潑金屬反應產生氣泡，和金屬氧化物反應產生鹽和水，三價的鐵鹽顯黃色；故答案為：

	操作	實驗現象	原理或解釋
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液變成 紅色	溶液中含 氫離子
	加適量的鋅粒	觀察到 氣泡	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化鐵粉末	觀察到紅棕色固體消失，溶液變成 黃色	草酸可以與金屬氧化物反應，生活中 可用草酸除銹

Ⅱ、（一）【猜想】根據質量守恒定律或化學反應前后元素的種類不變可知草酸中沒有氮元素，因此猜想③不合理；
【實驗】固體藥品加熱需要試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管炸裂，因此選擇乙裝置；
【結論】燒杯中石灰水變渾濁，說明有二氧化碳草酸；試管壁出現小水珠，說明有水，但水可能來自固體中含有的水，因此不能確定一定含有水；
故答案為：③；質量守恒定律或化學反應前后元素的種類不變；乙；二氧化碳；不能；
（二）【實驗】步驟一：草酸晶體中水的質量：12.6g-9g=3.6g，因此無水乙二酸和水的質量比為9g：3.6g=90：18X，因此X=2；古答案為：2；
步驟二：1、因為觀察到B中無水硫酸銅逐漸變藍，說明有水的產生；
2、資料信息草酸能溶于水，草酸鈣難溶于水，因此水可以吸收草酸，防止草酸和石灰水反應產生草酸鈣影響二氧化碳的檢驗；
3、一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳，因此觀察到E中石灰水不變渾濁，而G中石灰水變渾濁，說明二氧化碳來自一氧化碳反應產生，可以證明一氧化碳的產生；
4、一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳，反應的方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
設9g草酸完全分解產生一氧化碳的質量為X
H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O
90            28
9g           x 

90

9g

=

28

x

  x=2.8g
設2.8g一氧化碳還原氧化鐵的質量為y
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
28×3  160
2.8g    y

28×3

2.8g

=

160

y

   y=5.3g＜10g，因此氧化鐵不能全部被還原，故不能被磁鐵完全吸引；
5、因為一氧化碳有毒，因此H裝置的作用是：收集多余的一氧化碳，防止污染空氣；
【結論】由以上分析可知草酸分解產生二氧化碳、一氧化碳和水，因此反應的方程式為：H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答案為：1、水；2、二氧化碳；3、石灰水不變渾濁；石灰水變渾濁；4、3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；不能；5、收集多余的一氧化碳，防止污染空氣；H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．

點評：本題屬于信息題的考查，解題的關鍵是依據題目的信息結合相關的知識進行分析，本題要求熟練運用二氧化碳、一氧化碳、水等的性質．