Question

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．某化學課外興趣小組對碳的氧化物的成分進行了實驗探究．
【提出問題】如何通過實驗確定碳的氧化物的成分．
【收集資料】a．濃硫酸有吸水性，可用于干燥某些氣體；b．氫氧化鈉溶液可與CO₂反應，可除去CO₂氣體．
【猜    想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有	CO和CO2都有

【設計實驗】基于猜想3，興趣小組同學設計了如下實驗裝置：

【實驗探究】
①實驗過程中觀察到

 

裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO₂氣體．
②實驗過程中還觀察到以下實驗現(xiàn)象：
Ⅰ．C裝置中澄清石灰水不變渾濁；
Ⅱ．E裝置中黑色粉末變成紅色；
Ⅲ．

 

，證明有CO氣體．
【實驗結(jié)論】通過實驗探究證明：猜想3成立．草酸分解的化學方程式是：

 

．
【問題討論】①C裝置的作用是

 

；D裝置的作用是

 

；②實驗過程中：實驗開始時，先點燃

 

處（E、F）酒精燈；在實驗結(jié)束時，先熄滅

 

處酒精燈．
【計算】若有4.4g的二氧化碳通入到足量的澄清石灰水中，則理論上可以產(chǎn)生

 

g沉淀．若把等質(zhì)量的CO₂先通過下列變化：CO₂→CO→CO₂（每步反應都進行完全），再將得到的CO₂通入足量的澄清石灰水中，會

 

g沉淀．
【問題延生】甲、乙圖是驗證人體呼出的氣體中含有較多的二氧化碳的實驗裝置，瓶內(nèi)均裝入澄清的石灰水，請據(jù)圖分析回答：
（1）如果吹氣和吸氣均選擇彎管，在實驗時，應向_

 

瓶吹氣，向

 

瓶吸氣．
（2）向兩瓶內(nèi)分別吹氣、吸氣后，石灰水明顯變渾濁的是

 

瓶．在本實驗中，起對照作用的是

 

瓶．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,吸入空氣與呼出氣體的比較,一氧化碳的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【猜想】根據(jù)猜想1和3分析；
【實驗探究】（1）A裝置中的澄清石灰水變渾濁，能夠證明有CO₂氣體；
（2）最后有二氧化碳生成，說明有CO存在；
【實驗結(jié)論】根據(jù)猜想3成立可知，反應物、反應條件、生成物然后寫出化學反應式即可；
【問題討論】二氧化碳可以檢驗二氧化碳氣體的存在；濃硫酸可以吸收水分；裝置末端酒精燈可以處理尾氣CO．
【計算】掌握質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容中在化學反應前后，原子的種類及個數(shù)不會變化分析經(jīng)過一系列變化后二氧化碳的質(zhì)量變化，從而確定出沉淀的質(zhì)量．
【問題延生】根據(jù)人體呼出氣體和空氣中二氧化碳含量不同來分析并對比實驗裝置．

解答：解：：【猜想】根據(jù)猜想1和3可知，猜想2是只有CO₂；
故答案為：CO₂．
【實驗探究】（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；
故答案為：A．
（2）C裝置中澄清石灰水不變渾濁，說明原有的二氧化碳已經(jīng)被完全吸收；E裝置中黑色粉末變成紅色，說明氧化銅被還原；F中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，說明還原氣是CO．
故答案為：F中澄清石灰水變渾濁．
【實驗結(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，所以化學反應式是：H₂C₂O₄

濃硫酸  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答案為：H₂C₂O₄

濃硫酸  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O．
【問題討論】①澄清石灰水可以檢驗二氧化碳氣體的存在，所以C裝置的作用是檢驗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；
故答案為：檢驗二氧化碳是否被完全吸收；吸收水分．②為防止一氧化碳污染空氣，先點燃裝置末端酒精燈處理尾氣CO，防止污染空氣；實驗結(jié)束后，先熄滅E處的酒精燈，繼續(xù)通入一氧化碳直到玻璃管冷卻，再熄滅F處的酒精燈；故填：①檢驗二氧化碳是否被完全吸收；吸收水分；②F；E；
【計算】設生成碳酸鈣的質(zhì)量為x，則
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44          100
4.4g         x

44

100

=

4.4g

x

x=10g
把等質(zhì)量的CO₂先通過下列變化：CO₂→CO→CO₂（每步反應都進行完全），：①CO₂+C

高溫  .

2CO②CO+CuO

△   .

Cu+CO₂可以看出原來的二氧化碳增加為原來的2倍，所以通入石灰水時沉淀的量也會是原來的二倍．
故答案為：10；20；
【問題延生】（1）吸氣時應該用乙裝置原因直玻璃管是插入到石灰水中，可以讓外界的空氣進入石灰水，如果用甲裝置則會把石灰水直接吸入到口中．因此在實驗時，應向甲瓶吹氣，向乙瓶吸氣．
（2）人在呼吸的時候，吸入的空氣中含有較多氧氣，在人體內(nèi)會與組織細胞內(nèi)的氣體進行交換，這樣呼出的氣體與空氣相比，氧氣減少，二氧化碳增多，甲裝置中石灰水的渾濁程度較大，說明呼出的氣體二氧化碳較多．
（3）讓外界的空氣進入乙裝置中的石灰水，目的就是起對照作用，來驗證呼出的氣體含有較多的二氧化碳．
故填：（1）甲；乙； （2）甲；（3）乙．

點評：此題是檢驗一氧化碳和二氧化碳的存在，就要我們熟悉一氧化碳和二氧化碳的性質(zhì)特點．