Question

3．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過(guò)查閱資料得到如下信息：草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，受熱脫水、升華，易溶于水，170℃以上分解可得到CO、CO₂、H₂O、CuC₂O₄難溶于水．他們欲利用如圖裝置驗(yàn)證上述產(chǎn)物（加熱儀器、夾持儀器省略）．

（1）加熱草酸晶體使其分解的裝置是I（或III）（從I、II、III中選�。�，驗(yàn)證其分解產(chǎn)物的裝置依次是D→F→A→B→C→E或D→F→A→B→A→C→E→a→尾氣處理裝置（用裝置字母作答，裝置可重復(fù)使用）．
（2）D中試劑是無(wú)水CuSO₄，證明有CO生成的現(xiàn)象是E中固體由黑色變成紅色，E右側(cè)的澄清石灰水變渾濁．
（3）實(shí)驗(yàn)中有兩處需要加熱，加熱的順序是，寫出一種處理尾氣的方法：用排水法收集尾氣或?qū)⑽矚馊紵�掉�?br />（4）若上述實(shí)驗(yàn)均產(chǎn)生了預(yù)期的現(xiàn)象，寫出草酸分解的化學(xué)方程式：測(cè)量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和草酸溶液中各滴入2滴心蕊試液，草酸溶溶中紅色淺一些．
（5）設(shè)計(jì)一種方案證明草酸是弱酸．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)草酸受熱易融化分析；驗(yàn)證草酸分解產(chǎn)物，先檢驗(yàn)生成的水，通過(guò)干燥管D，草酸易升華，通過(guò)E裝置冷凝，防止干擾后續(xù)的檢驗(yàn)，再通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w，為防止二氧化碳對(duì)一氧化碳的干擾，故要除凈二氧化碳，選擇氫氧化鈉溶液，再通過(guò)濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w，最后通入E裝置與氧化銅反應(yīng)；
（2）無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水，CO與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳和銅單質(zhì)，據(jù)此分析；
（3）先分解草酸；尾氣為CO，根據(jù)CO可燃和難溶于水的性質(zhì)處理；
（4）草酸分解為CO、CO₂、H₂O，根據(jù)原子守恒書寫；
（5）根據(jù)弱酸形成的強(qiáng)堿弱酸鹽是否水解或者與等濃度的強(qiáng)酸酸性強(qiáng)弱比較分析．

解答 解：（1）草酸受熱易融化，試管底部高于試管口部易堵塞，故選擇I（或III）；驗(yàn)證草酸分解產(chǎn)物，先檢驗(yàn)生成的水，通過(guò)干燥管D，草酸易升華，通過(guò)E裝置冷凝，防止干擾后續(xù)的檢驗(yàn)，再通過(guò)澄清的石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w，為防止二氧化碳對(duì)一氧化碳的干擾，故要除凈二氧化碳，選擇氫氧化鈉溶液，再通過(guò)濃硫酸干燥二氧化碳?xì)怏w，最后通入E裝置與氧化銅反應(yīng)，裝置順序?yàn)椋篋→F→A→B→C→E或D→F→A→B→A→C→E；
故答案為：I（或III）；D→F→A→B→C→E或D→F→A→B→A→C→E；
（2）裝置D為檢驗(yàn)水的裝置，選擇無(wú)水硫酸銅，變藍(lán)色可證，CO與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，若有CO，則E中固體由黑色變成紅色，E右側(cè)的澄清石灰水變渾濁；
故答案為：無(wú)水CuSO₄；E中固體由黑色變成紅色，E右側(cè)的澄清石灰水變渾濁；
（3）加熱順序?yàn)椋合燃訜嵫b置I（或III），后加熱裝置E；尾氣為CO，可采用排水法收集尾氣或?qū)⑽矚馊紵�掉�?br />故答案為：先加熱裝置I（或III），后加熱裝置E；用排水法收集尾氣或?qū)⑽矚馊紵�掉�?br />（4）若上述實(shí)驗(yàn)均產(chǎn)生了預(yù)期的現(xiàn)象，寫出草酸分解的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+3H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+3H₂O；
（5）驗(yàn)證草酸為弱酸的方案為：測(cè)量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和草酸溶液中各滴入2滴心蕊試液，草酸溶溶中紅色淺一些；
故答案為：測(cè)量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和草酸溶液中各滴入2滴心蕊試液，草酸溶溶中紅色淺一些．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，難點(diǎn)是排列實(shí)驗(yàn)先后順序，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募拔镔|(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行排列順序，注意要排除其它因素干擾，難度較大．