Question

【題目】在濃硫酸的催化作用下，固體草酸(H2C2O4)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：

【提出問題】 生成物中有哪幾種碳的氧化物？

【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有________	含有CO和CO2

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 基于猜想3，依據(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________(填序號(hào))裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO2氣體生成。

(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 C裝置中澄清石灰水不變渾濁，F裝置中___________________________；

② E裝置中出現(xiàn)_____________________________________的現(xiàn)象。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 通過實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立。

草酸分解的化學(xué)方程式是____________________________________________。

【問題討論】

(1) B裝置的作用是________________________；D裝置的作用是__________________。

(2) 裝置末端酒精燈的作用是________________________________。

(3)對(duì)裝置E中玻璃管內(nèi)的產(chǎn)物成分探究

【查閱資料】

Ⅰ. 一氧化碳還原氧化銅。除生成銅外還可能生成氧化亞銅(Cu2O)；

Ⅱ. Cu2O為不溶于水的紅色固體；

Ⅲ. Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。

【提出問題】 紅色固體含有什么物質(zhì)？

【猜想假設(shè)】

假設(shè)一：紅色固體只含Cu。

假設(shè)二：紅色固體只含Cu2O。

假設(shè)三：________________________。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】 該小組為驗(yàn)證上述假設(shè)，取少量紅色固體，加到足量稀硫酸中，觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知紅色固體中一定含有________。

【數(shù)據(jù)處理】 為進(jìn)一步確定紅色固體的成分，甲、乙兩同學(xué)分別稱取各自實(shí)驗(yàn)后的一定質(zhì)量的紅色固體，加到足量稀硫酸中使其充分反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，稱量剩余紅色固體質(zhì)量如表，請(qǐng)完善表中內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn) 人員	紅色 固體/g	剩余紅色 固體/g	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
甲	7.2	3.2	① __________________
乙	4.08	2.48	② __________________

Answer 1

【答案】 CO2 A 石灰水變渾濁 黑色粉末變紅 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 吸收二氧化碳 吸收水分 點(diǎn)燃CO，防止對(duì)空氣的污染 紅色固體含Cu和Cu2O Cu2O 紅色固體只含Cu2O （或假設(shè)二成立） 紅色固體含Cu和Cu2O（或假設(shè)三成立）

【解析】【猜想】碳的氧化物可能是一氧化碳，也可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳；【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水變渾濁，所以A裝置中的澄清石灰水變渾濁，能夠證明有CO2氣體；（2）一氧化碳有還原性，能和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以①C裝置中澄清石灰水不變渾濁，F裝置中澄清石灰水變渾濁，E裝置中黑色粉末變成紅色；【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)猜想3成立可知，生成物中有一氧化碳、二氧化碳、水，所以化學(xué)反應(yīng)式是：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；【問題討論】（1）澄清石灰水可以檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在，所以B裝置的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收；濃硫酸可以吸收水分，所以D裝置的作用是吸收水分；（2）為防止一氧化碳污染空氣，裝置末端酒精燈可以點(diǎn)燃尾氣CO；(3) 【猜想假設(shè)】一氧化碳還原氧化銅，除生成銅外還可能生成氧化亞銅（Cu2O），可能只有一種物質(zhì)，也可能是假設(shè)三：紅色固體含有Cu2O和Cu；【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】取少量紅色固體，加到足量稀硫酸中，觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解，所以紅色固體中一定含有Cu2O和Cu；【數(shù)據(jù)處理】設(shè)參加反應(yīng)的氧化亞銅質(zhì)量為，

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O 固體減少

144 80

x 4g

=7.2g

所以紅色固體全部是氧化亞銅，假設(shè)二成立；設(shè)參加反應(yīng)的氧化亞銅質(zhì)量為

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O 固體減少

144 80

1.6g

=2.88g

所以紅色固體中含有氧化亞銅質(zhì)量是2.88g、銅的質(zhì)量是1.2g，假設(shè)三成立。