Question

3．某研究性學習小組的同學通過查閱資料得到如下信息：草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點為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證上述產物（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�。�，驗證其分解產物的裝置依次是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，裝置可重復使用）．
（2）D中試劑是無水CuSO₄，證明有CO生成的現象是E中固體由黑色變成紅色，E右側的澄清石灰水變渾濁．
（3）實驗中有兩處需要加熱，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將尾氣燃燒掉．
（4）若上述實驗均產生了預期的現象，寫出草酸分解的化學方程式：測量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質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）設計一種方案證明草酸是弱酸．

Answer 1

分析 （1）根據草酸受熱易融化分析；驗證草酸分解產物，先檢驗生成的水，通過干燥管D，草酸易升華，通過E裝置冷凝，防止干擾后續(xù)的檢驗，再通過澄清的石灰水檢驗生成的二氧化碳氣體，為防止二氧化碳對一氧化碳的干擾，故要除凈二氧化碳，選擇氫氧化鈉溶液，再通過濃硫酸干燥二氧化碳氣體，最后通入E裝置與氧化銅反應；
（2）無水硫酸銅檢驗水，CO與氧化銅反應生成二氧化碳和銅單質，據此分析；
（3）先分解草酸；尾氣為CO，根據CO可燃和難溶于水的性質處理；
（4）草酸分解為CO、CO₂、H₂O，根據原子守恒書寫；
（5）根據弱酸形成的強堿弱酸鹽是否水解或者與等濃度的強酸酸性強弱比較分析．

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）；驗證草酸分解產物，先檢驗生成的水，通過干燥管D，草酸易升華，通過E裝置冷凝，防止干擾后續(xù)的檢驗，再通過澄清的石灰水檢驗生成的二氧化碳氣體，為防止二氧化碳對一氧化碳的干擾，故要除凈二氧化碳，選擇氫氧化鈉溶液，再通過濃硫酸干燥二氧化碳氣體，最后通入E裝置與氧化銅反應，裝置順序為：D→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為檢驗水的裝置，選擇無水硫酸銅，變藍色可證，CO與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，若有CO，則E中固體由黑色變成紅色，E右側的澄清石灰水變渾濁；
故答案為：無水CuSO₄；E中固體由黑色變成紅色，E右側的澄清石灰水變渾濁；
（3）加熱順序為：先加熱裝置I（或III），后加熱裝置E；尾氣為CO，可采用排水法收集尾氣或將尾氣燃燒掉；
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將尾氣燃燒掉；
（4）若上述實驗均產生了預期的現象，寫出草酸分解的化學方程式為：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+3H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+3H₂O；
（5）驗證草酸為弱酸的方案為：測量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質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：測量Na₂C₂O₄溶液的pH，pH＞7或向等物質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．

點評 本題考查性質實驗方案設計，側重考查學生知識綜合應用、實驗基本操作能力及實驗方案設計能力，綜合性較強，難點是排列實驗先后順序，根據實驗目的及物質的性質進行排列順序，注意要排除其它因素干擾，難度較大．