Question

15．乙二酸（俗名草酸）廣泛存在于自然界的植物中，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，但其鈣鹽難溶于水．其晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解．回答下列問題：

（1）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)探究草酸晶體的分解產(chǎn)物，設(shè)計(jì)了如1圖的裝置，其中裝置B的主要作用是冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO₂的檢驗(yàn)．通過觀察裝置C中的有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁現(xiàn)象，可以確定草酸晶體分解的產(chǎn)物中有二氧化碳?xì)怏w．
（2）另一組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中不可能只有CO₂，從氧化還原反應(yīng)知識的原理推測可能含有 CO，為了進(jìn)驗(yàn)證此猜想，該組同學(xué)選用了實(shí)驗(yàn)中的裝置 A、B 和如圖2所示的部分裝置（可以重復(fù)選用）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①該組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)?nbsp;A、B、FDGHDI．裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是CuO．
②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)向盛有少量 NaHCO₃的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生就說明草酸酸性大于碳酸．

Answer 1

分析 （1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會產(chǎn)生二氧化碳而使澄清石灰水變渾濁；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾實(shí)驗(yàn)；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO的還原性將CO氧化，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO；H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（3）要證明草酸酸性大于碳酸，可以利用強(qiáng)酸制取弱酸；

解答 解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，
故答案為：冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO₂的檢驗(yàn)；有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁；CO₂；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用堿石灰干燥CO，利用CO和CuO發(fā)生還原反應(yīng)生成CO₂，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免環(huán)境污染，所以其連接順序是A、B、F、D、G、H、D、I；
H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生，CuO能被CO還原且反應(yīng)過程中黑色固體變?yōu)榧t色，現(xiàn)象明顯，所以H中盛放的物質(zhì)是CuO，
故答案為：F、D、G、H、D、I；CuO；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，且CO將黑色的CuO還原為紅色的Cu，只要H中黑色固體轉(zhuǎn)化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說明含有CO，
故答案為：H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁；
（3）要證明草酸酸性大于碳酸，可以利用強(qiáng)酸制取弱酸，向盛有少量NaHCO₃的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生就說明草酸酸性大于碳酸，故答案為：向盛有少量 NaHCO₃的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生就說明草酸酸性大于碳酸；

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生知識綜合應(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，題目難度中等．