Question

教科書：“如圖1所示，給試管中的乙二酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）加熱，將分解產(chǎn)物先通入干燥的、冷的小燒杯中，然后再通入澄清的石灰水中，觀察現(xiàn)象”．

但在方案實施過程中，存在如下弊端：①試管口向下傾斜，乙二酸晶體熔化成液體，順試管壁流向試管口，導(dǎo)致實驗不能成功；②將分解產(chǎn)物通入干燥的、冷的小燒杯中，檢驗出來的水可能是乙二酸晶體分解出來的結(jié)晶水，不能證明乙二酸分解了；③乙二酸受熱揮發(fā)出蒸氣通入澄清的石灰水中，生成的CaC₂O₄是白色沉淀，對驗證CO₂有干擾，無法確證乙二酸分解；④乙二酸加熱分解的產(chǎn)物可能為CO₂、CO、H₂O，其中CO是有毒氣體，必須處理掉等．
針對以上情況，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行探究，設(shè)計出如下實驗進(jìn)行乙二酸的分解并測定其分解率，操作步驟如下：
①把乙二酸晶體放在烘箱中進(jìn)行烘烤，去掉結(jié)晶水，備用．
②按圖2連接好裝置．
③檢查裝置的氣密性．
④打開活塞a，通入H₂一會兒，再關(guān)閉a；點(diǎn)燃酒精燈b、c．
⑤當(dāng)C裝置中固體消失后，停止加熱
⑥打開活塞a，繼續(xù)通入H₂，直至冷卻．
試回答下列問題：
（1）裝置B的作用

 

；裝置E的作用

 

．
（2）檢驗該套裝置氣密性的方法是

 

．
（3）若移走裝置A、B，會使所測乙二酸的分解率

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）可以代替裝置G的方法是

 

．
（5）若稱取H₂C₂O₄（烘干）的質(zhì)量為4.5g，實驗結(jié)束后，稱得D、E、F分別增重0.95g、0.40g、1.98g，則乙二酸的分解率為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：實驗流程的原理是根據(jù)乙二酸受熱分解產(chǎn)物的性質(zhì)以及產(chǎn)生的現(xiàn)象來確定分解的產(chǎn)物，為保證氣體產(chǎn)物被充分吸收，開始制取氫氣，用氫氣將產(chǎn)生的氣體吹入各個吸收裝置中，氫氣的制取中含有水蒸氣，可以用濃硫酸干燥，可以用澄清的石灰水來檢驗二氧化碳的產(chǎn)生，并根據(jù)裝置的增重量，確定產(chǎn)生的二氧化碳的量，為防止乙二酸的揮發(fā)干擾結(jié)果，可以用水吸收乙二酸，一氧化碳是有毒的氣體，可以用氣球收集．
（1）濃硫酸具有吸水性，常做干燥劑；乙二酸是溶于水的物質(zhì)；
（2）打開啟普發(fā)生器的活塞a，觀察B、E、F瓶中是否有氣泡產(chǎn)生，則氣密性是良好的；
（3）實驗成敗的關(guān)鍵是乙二酸分解產(chǎn)生的氣體全部被吸收，裝置中不能有剩余的分解產(chǎn)物，據(jù)此回答；
（4）CO有毒不能排入大氣中，除點(diǎn)燃法外，可以用氣囊（或球）收集起來；
（5）根據(jù)增重量即生成的CO₂質(zhì)量，結(jié)合H₂C₂O₄

△   .

CO₂↑+CO↑+H₂O↑得到分解的草酸的質(zhì)量，據(jù)此計算分解率．

解答： 解：實驗流程的原理是根據(jù)乙二酸受熱分解產(chǎn)物的性質(zhì)以及產(chǎn)生的現(xiàn)象來確定分解的產(chǎn)物，為保證氣體產(chǎn)物被充分吸收，開始制取氫氣，用氫氣將產(chǎn)生的氣體吹入各個吸收裝置中，氫氣的制取中含有水蒸氣，可以用濃硫酸干燥，可以用澄清的石灰水來檢驗二氧化碳的產(chǎn)生，并根據(jù)裝置的增重量，確定產(chǎn)生的二氧化碳的量，為防止乙二酸的揮發(fā)干擾結(jié)果，可以用水吸收乙二酸，一氧化碳是有毒的氣體，可以用氣球收集．
（1）因從啟普發(fā)生器制得的氫氣中含有水蒸氣，必須除去，裝置B的作用是干燥H₂（或除去氫氣中混有的水蒸氣）；乙二酸為有機(jī)物，加熱會揮發(fā)出少量蒸氣，應(yīng)該通入水中加以溶解，以避免對后續(xù)實驗產(chǎn)生干擾，故答案為：干燥H₂（或除去氫氣中混有的水蒸氣）；溶解揮發(fā)出的乙二酸蒸氣，避免干擾實驗；
（2）因該套裝置使用的儀器較多，且多處有導(dǎo)管通入液體中，可打開啟普發(fā)生器的活塞a，產(chǎn)生氫氣，通過B、E、F瓶有無氣泡產(chǎn)生，可檢驗其氣密性，故答案為：打開啟普發(fā)生器的活塞a，觀察B、E、F瓶中是否有氣泡產(chǎn)生，若有氣泡產(chǎn)生，說明不漏氣，氣密性良好．
（3）因通入H₂的目的是使乙二酸分解產(chǎn)生的氣體全部通入D、E、F裝置，避免少量分解產(chǎn)生的氣體滯留于裝置C中．不用裝置A、B，則D、E、F裝置增加的質(zhì)量將減小，所得到的分解率減少．
故答案為：減��；
（4）因最后所得的氣體為CO，有毒不能排入大氣中，除點(diǎn)燃法外，可以用氣囊（或球）收集起來．
故答案為：用氣囊（或球）收集起來；
（5）因H₂C₂O₄

△   .

CO₂↑+CO↑+H₂O↑，因F增重1.98g，即生成的CO₂質(zhì)量為1.98g，可得出分解的H₂C₂O₄為4.05g，故乙二酸的分解率為

4.05g

4.5g

×100%=90%，解題過程中，不能采用D、E裝置的增重數(shù)據(jù)，因部分未分解的乙二酸已在D裝置中冷卻，也就是說0.95g并不全是生成水的質(zhì)量，0.40g并不是全部未分解的乙二酸的質(zhì)量．
故答案為：90%．

點(diǎn)評：本題目是一道性質(zhì)實驗方案的設(shè)計題，考查學(xué)生物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗方案的設(shè)計，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度大．