Question

下面是某化學學習小組的同學進行研究性學習的過程，請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學習任務。

【研究課題】 探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物

【查閱資料】 該小組同學通過網(wǎng)絡查詢，獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識：

名稱	分子式	顏色、狀態(tài)	溶解性	熔點/℃	密度/g·cm-3
草酸	H2C2O4	—	易溶于水	189.5	1.900
	H2C2O4·2H2O	無色晶體	—	101.5	1.650

備注：草酸晶體失去結(jié)晶水后，175 ℃以上開始分解。

【提出猜想】(1)_____________________________________________________。

(2)分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物。

【設(shè)計方案】 (1)請設(shè)計完成“猜想(1)”的實驗方案〔用簡要的實驗裝置圖表示，要體現(xiàn)所使用儀器(加熱和夾持儀器不必畫出)和試劑〕。

(2)化學學習小組的同學繼續(xù)利用下圖所示裝置進行“猜想(2)”的實驗探究。已知：A、C、F中盛裝澄清石灰水，B中盛裝濃NaOH溶液，D中裝有堿石灰，E中裝有CuO。

①證明分解產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是___________________________；證明分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_________________________________________________________________。

②若未連接裝置G，要達到同樣的目的，可采取的措施是______________________________

_____________________________________________________________________。

【交流討論】 小李同學繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸強，在受熱分解過程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物。小李通過進一步研究，對實驗中CO₂的檢驗提出質(zhì)疑。試根據(jù)相關(guān)信息，指出原設(shè)計中存在的問題，并提出實驗的改進措施。

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

【提出猜想】 (1)草酸晶體中含有結(jié)晶水，受熱時會有水生成

【設(shè)計方案】(1)

(2)①裝置A中澄清石灰水變渾濁   裝置C中澄清石灰水不變渾濁，裝置E中黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，裝置F中澄清石灰水變渾濁

②在裝置F出氣導管的末端放一個燃著的酒精燈

【交流討論】 在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應生成了草酸鈣沉淀，對實驗有干擾，因而在裝置A之前可增加一個裝有水的洗氣裝置，用以溶解草酸

解析：本實驗為研究性實驗，同時也為開放性實驗，提高思維的聯(lián)系性、順序性。由于草酸晶體中含有結(jié)晶水，所以加熱會有水生成，同時分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物。所以分解儀器見圖所示，如果CuSO₄變藍，證明有水生成。A中是澄清石灰水，如果渾濁，證明有CO₂氣體生成，B中盛裝濃NaOH溶液是除去CO₂氣體，C中澄清石灰水是驗證CO₂氣體被除盡。D中CaCl₂是干燥劑，那么進入E中的是干燥的氣體，如果黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，同時F中澄清石灰水渾濁說明草酸分解有CO氣體生成。由于CO是可燃性氣體，所以不能排空，那么G是用于收集CO氣體，或者采取點燃的方法。

在通入澄清石灰水之前加一個裝有水的洗氣裝置，用以溶解草酸。