Question

乙二酸(HOOC-COOH)俗稱草酸，該酸廣泛存在于多種植物的細(xì)胞膜內(nèi)，其晶體通常含有結(jié)晶水(H₂C₂O₄·2H₂O)，晶體的熔點(diǎn)為101.5℃，無(wú)水草酸的熔點(diǎn)為189.5℃。草酸易升華，其在157℃時(shí)大量升華，并開(kāi)始分解，分解產(chǎn)物為CO、CO₂、H₂O。

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)決定對(duì)草酸的分解反應(yīng)進(jìn)行探究，設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證乙二酸的分解并測(cè)定其分解率，操作步驟如下：

①先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(kāi)活塞a，通入H₂一會(huì)兒，再關(guān)閉a；點(diǎn)然酒精燈b、c。

⑤當(dāng)C裝置中固體消失后，停止加熱

⑥打開(kāi)活塞a，繼續(xù)通入H₂，直至冷卻。

試回答下列問(wèn)題：

⑴裝置A的作用______________________________，B的作用_____________________；裝置E的作用_____________________________。

⑵檢驗(yàn)該套裝置的氣密性的方法是____________________________________________。

⑶若分解結(jié)束后，不再通入氫氣，會(huì)使所測(cè)的乙二酸的分解率_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

⑷可以代替裝置G的方法是_____________________________________________。

⑸若稱取H₂C₂O₄(烘干)的質(zhì)量為4.5g，實(shí)驗(yàn)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_(kāi)______________。

Answer 1

⑴產(chǎn)生氫氣先排出裝置內(nèi)的CO₂、后將分解生成的CO₂全部排入F中，干燥H₂(或除去氫氣中混有的水蒸氣)；使氣化的乙二酸蒸氣冷卻為固體，避免干擾實(shí)驗(yàn)(4分)。⑵先向容器中加適量的水，然后用雙手或熱毛巾捂住容器，觀察F瓶中有無(wú)氣泡產(chǎn)生，若有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明不漏氣，氣密性良好(2分)。⑶減小(1分)。⑷能氣囊(或球)收集起來(lái)(1分)。⑸90%(2分)。

解析:

⑴A中開(kāi)始產(chǎn)生的H₂可將裝置內(nèi)的水蒸氣、CO₂排出，后期是為使乙二酸分解產(chǎn)生的氣體全部通入D、E、F裝置，避免分解產(chǎn)生的氣體滯留于裝置C中；從A出來(lái)的氫氣中含有水蒸氣，必須除去；乙二酸為有機(jī)物，加熱會(huì)揮發(fā)出少量蒸氣，通過(guò)E是被冷卻為固體，以避免對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。⑵先向容器中加適量的水，然后用雙手或熱毛巾捂住容器，觀察F瓶中有無(wú)氣泡產(chǎn)生。⑶不再通入氫氣，則乙二酸分解產(chǎn)生的CO₂會(huì)有部分留在C、F之間的儀器中，所得到的分解率減少。⑷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(lái)。⑸因H₂C₂O₄CO₂↑+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90%。解題過(guò)程中，不能采用D、E裝置的增重?cái)?shù)據(jù)，因部分未分解的乙二酸已在D裝置中就會(huì)有部分因冷卻而凝固，也就是說(shuō)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。可見(jiàn)此題隱含著數(shù)據(jù)干擾，若不善于挖掘隱含條件，此題極易致錯(cuò)。