Question

5．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，易溶于水，熔點(diǎn)為101℃（失水后能升華），170℃以上分解．其鈉、鉀、銨鹽均易溶于水，而鈣鹽難溶于水．某實(shí)驗(yàn)探究小組對(duì)草酸晶體進(jìn)行加熱，并驗(yàn)證其分解產(chǎn)物．

（1）加熱草酸晶體最適宜選用c（填裝置編號(hào)）（圖1），不選其它裝置的原因是：草酸晶體熔點(diǎn)為101℃，加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出，所以不用a；當(dāng)170℃以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，故b不用．
（2）若將產(chǎn)生的氣體直接通入澄清石灰水來檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否含CO₂，請(qǐng)你評(píng)價(jià)正確與否并作簡(jiǎn)要的解釋不正確，草酸受熱升華，草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀．
（3）用下列裝置（圖2）檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H₂O（g）、CO₂和CO．將這種混合氣體依次通過d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi（填下列裝置中接口的字母，可重復(fù)使用）．
（4）能否依據(jù)Fe₂O₃質(zhì)量的減輕來計(jì)算分解產(chǎn)生CO的量？不能，其原因是：生成的CO沒有完全與Fe₂O₃反應(yīng)．
（5）有同學(xué)設(shè)計(jì)下列裝置來證明Fe₂O₃反應(yīng)后的固體中含有單質(zhì)鐵，你認(rèn)為可行嗎？可行，其原因是：Fe₂O₃反應(yīng)后的固體中，只有單質(zhì)鐵才能與稀鹽酸反應(yīng)放出氣體；圖3中安全漏斗的作用是加鹽酸時(shí)彎管處存有液體，防止產(chǎn)生的氣體從漏斗中逸出．
（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸是弱酸：常溫下測(cè)定已知濃度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），常溫下測(cè)定已知濃度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），則H₂CO₄為弱酸或弱電解質(zhì)存在電離平衡、不完全電離等性質(zhì)，測(cè)定草酸鈉溶液的PH，如大于7，則為弱酸．

Answer 1

分析 （1）草酸晶體熔點(diǎn)為101℃，加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出，所以不用a裝置；b裝置中，當(dāng)170℃以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂；c裝置中試管下端是彎管加熱生成的水不會(huì)發(fā)生倒流；
（2）草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水也會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀；
（3）用下列裝置（圖2）檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H₂O（g）、CO₂和CO，先通過干燥管檢驗(yàn)生成的水，通過澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在，通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳?xì)怏w，通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳，通過玻璃管中的氧化鐵發(fā)生反應(yīng)檢驗(yàn)一氧化碳的存在，通過澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳存在，證明含一氧化碳?xì)怏w，最后剩余一氧化碳?xì)怏w點(diǎn)燃燃燒處理；
（4）一氧化碳通過玻璃管發(fā)生的反應(yīng)不能使生成的一氧化碳完全反應(yīng)；
（5）氧化鐵發(fā)生反應(yīng)后只有生成的鐵和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氫氣；安全漏斗的作用是防止生成的氣體從漏斗中逸出；
（6）證明草酸是弱酸需要證明水溶液中存在電離平衡，溶液中存在電離平衡，可以測(cè)定一定難度的溶液的PH判斷；

解答 解：（1）分析裝置可知，草酸晶體熔點(diǎn)為101℃，加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出，所以不用a裝置；b裝置中，當(dāng)170℃以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂；c裝置中試管下端是彎管加熱生成的水不會(huì)發(fā)生倒流，
故答案為：c；草酸晶體熔點(diǎn)為101℃，加熱熔化為液體從導(dǎo)氣管中流出，所以不用a；當(dāng)170℃以上草酸晶體失去結(jié)晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，故b不用；
（2）若將產(chǎn)生的氣體直接通入澄清石灰水，草酸受熱升華，草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀，不能檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否含CO₂，
故答案為：不正確，草酸受熱升華，草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀；
（3）檢驗(yàn)草酸的分解產(chǎn)物H₂O（g）、CO₂和CO，先通過干燥管檢驗(yàn)生成的水，通過澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在，通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳?xì)怏w，通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳，通過玻璃管中的氧化鐵發(fā)生反應(yīng)檢驗(yàn)一氧化碳的存在，通過澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳存在，證明含一氧化碳?xì)怏w，最后剩余一氧化碳?xì)怏w點(diǎn)燃燃燒處理，裝置接口連接順序?yàn)椋篸、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi，
故答案為：d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi；
（4）Fe₂O₃質(zhì)量的減輕能計(jì)算發(fā)生反應(yīng)的CO的量，一氧化碳通過玻璃管發(fā)生的反應(yīng)不能使生成的一氧化碳完全反應(yīng)，生成的CO沒有完全與Fe₂O₃反應(yīng)，
故答案為：不能，生成的CO沒有完全與Fe₂O₃反應(yīng)；
（5）圖3裝置來證明Fe₂O₃反應(yīng)后的固體中含有單質(zhì)鐵，混合物中只有生成的鐵和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，所以可以利用裝置進(jìn)行證明，依據(jù)是否有氣體生成可以判斷反應(yīng)生成的產(chǎn)物中含有鐵，
故答案為：可行，F(xiàn)e₂O₃反應(yīng)后的固體中，只有單質(zhì)鐵才能與稀鹽酸反應(yīng)放出氣體；加鹽酸時(shí)彎管處存有液體，防止產(chǎn)生的氣體從漏斗中逸出；
（6）常溫下測(cè)定已知濃度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），說明草酸中氫離子不能完全電離，溶液中存在電離平衡，則H₂CO₄為弱酸或弱電解質(zhì)存在電離平衡、不完全電離等性質(zhì)，測(cè)定草酸鈉溶液的PH，如大于7，則為弱酸，
故答案為：常溫下測(cè)定已知濃度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），常溫下測(cè)定已知濃度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），則H₂CO₄為弱酸或弱電解質(zhì)存在電離平衡、不完全電離等性質(zhì)，測(cè)定草酸鈉溶液的PH，如大于7，則為弱酸；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)存在的探究實(shí)驗(yàn)方法、物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)基本操作的理解應(yīng)用，注意裝置和試劑的應(yīng)用判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．