Question

5．將一張濾紙（組成元素為C、H、O）用FeCl₃濃溶液浸潤，在酒精燈上烘干后點燃，濾紙變黑、紅熱，最終轉(zhuǎn)化為黑褐色物質(zhì)．針對該黑褐色物質(zhì)，甲同學(xué)認為其中含有單質(zhì)鐵；乙同學(xué)則認為不含單質(zhì)鐵．為驗證各自的猜想，他們進行了如下探究：
（1）甲同學(xué)將黑褐色物質(zhì)放入稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)有連續(xù)的微小氣泡產(chǎn)生．如果黑褐色物質(zhì)中含有單質(zhì)鐵，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（2）乙同學(xué)提出疑問：（1）中實驗產(chǎn)生的氣泡也可能是濾紙?zhí)蓟�后吸附的空氣．為此，甲同學(xué)又做了（1）中實驗的對比實驗：將該黑褐色固體加入蒸餾水中，觀察到有微小氣泡產(chǎn)生，但很快停止．證明（1）中實驗產(chǎn)生的連續(xù)的微小氣泡是由鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣．
（3）通過以上探究，乙同學(xué)贊同甲同學(xué)的觀點，在甲同學(xué)的啟發(fā)下，乙同學(xué)提出了另一種證明黑褐色物質(zhì)中含有單質(zhì)鐵的方法：將黑褐色物質(zhì)放入硫酸銅溶液中，觀察到有紅色固體析出現(xiàn)象，說明其中含有單質(zhì)鐵．
已知草酸（H₂C₂O₄）加熱時在濃硫酸的作用下會發(fā)生分解反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組對其分解產(chǎn)物進行了如下探究．
提出猜想
（1）分解產(chǎn)物是一氧化碳和水蒸氣的混合物．
（2）分解產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸氣的混合物．
（3）分解產(chǎn)物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的混合物．
你認為合理的猜想是（3）（選填序號），依據(jù)是質(zhì)量守恒定律．
【查閱資料】
（1）濃硫酸具有脫水性，可以將有機物中的氫、氧元素按水的組成脫去．
（2）白色的無水硫酸銅遇水會變?yōu)樗{色．
（3）堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
【進行實驗】為了檢驗草酸的分解產(chǎn)物的成份，該小組同學(xué)將草酸的分解產(chǎn)物通過圖所示的裝置（部分夾持儀器已略去）．

（1）裝置A中無水硫酸銅變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解產(chǎn)生了H₂O和CO₂．
（2）裝置D的作用是檢驗CO₂是否已被完全除去
（3）證明草酸分解產(chǎn)生了一氧化碳的現(xiàn)象應(yīng)包括D中澄清石灰水未變渾濁，E中固體由紅色變?yōu)楹谏�，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁．
（4）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
【得出結(jié)論】草酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑．
【反思與評價】從環(huán)保角度考慮，上述實驗的不足之處是裝置F后缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬的性質(zhì)分析解答；若濾紙?zhí)蓟�后吸附了空氣，則在水中也能產(chǎn)生氣泡，所有可以將該黑褐色固體加入蒸餾水中，觀察氣泡的持續(xù)性，即可完成判斷；已知草酸（H₂C₂O₄）加熱時在濃硫酸的作用下會發(fā)生分解反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，分解產(chǎn)物可能是一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的混合物；由實驗現(xiàn)象可知：裝置A中無水硫酸銅變藍，說明有水；裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳；裝置D的作用是：檢驗CO₂是否已被完全除去；證明有一氧化碳的現(xiàn)象是：D中澄清石灰水未變渾濁，E中固體由紅色變?yōu)楹谏�，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁；從環(huán)保角度考慮，裝置F后應(yīng)該有尾氣處理裝置；書寫化學(xué)方程式時，要注意配平．

解答 解：（1）黑褐色物質(zhì)中含有單質(zhì)鐵，則是鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（2）若濾紙?zhí)蓟�后吸附了空氣，則在水中也能產(chǎn)生氣泡，所有可以將該黑褐色固體加入蒸餾水中，觀察到有微小氣泡產(chǎn)生，但很快停止．證明（1）中實驗產(chǎn)生的連續(xù)的微小氣泡是由鐵與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣．故填：將該黑褐色固體加入蒸餾水中；氫氣；
（3）將黑褐色物質(zhì)放入硫酸銅溶液中，鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，觀察到有紅色固體析出的現(xiàn)象，說明其中含有單質(zhì)鐵；故填：有紅色固體析出；
【提出猜想】已知草酸（H₂C₂O₄）加熱時在濃硫酸的作用下會發(fā)生分解反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，分解產(chǎn)物可能是一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的混合物；故填：（3）；質(zhì)量守恒定律；
【進行實驗】（1）由實驗現(xiàn)象可知：裝置A中無水硫酸銅變藍，說明有水；裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳；故填：H₂O 和CO₂；
（2）裝置D中盛有的是澄清的石灰水，其作用是：檢驗CO₂是否已被完全除去；故填：檢驗CO₂是否已被完全除去；
（3）要證明有一氧化碳，則D中澄清石灰水未變渾濁，E中固體由紅色變?yōu)楹谏�，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁；故填：D中澄清石灰水未變渾濁，E中固體由紅色變?yōu)楹谏�，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁；
（4）氧化鐵和一氧化碳在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
【得出結(jié)論】草酸在濃硫酸做催化劑和加熱的條件下生成水、二氧化碳和一氧化碳，配平即可；故填：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑；
【反思與評價】從環(huán)保角度考慮，裝置F后應(yīng)該有尾氣處理裝置；故填：裝置F后缺少尾氣處理裝置．

點評 本考點考查了氣體的檢驗、質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的書寫等，知識點比較多，綜合性比較強．有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．