Question

2．具有還原性的無水草酸（H₂C₂O₄）是無色無臭的透明結(jié)晶或白色粉末．草酸在濃硫酸并加熱條件下容易脫去水分，并同時生成兩種氣體氧化物．
（1）草酸（H₂C₂O₄）分解的化學方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+CO₂↑+H₂O．下列裝置中，可用于草酸分解制取氣體的是d．（填字母）

（2）某探究小組利用草酸分解產(chǎn)生的混合氣體和鐵銹反應來測定鐵銹樣品組成（假定鐵銹中只有Fe₂O₃•nH₂O和Fe兩種成份），實驗裝置如圖所示，請回答：
①為得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶A、B中盛放的試劑分別是氫氧化鈉溶液、濃硫酸．
②在點燃酒精燈之前應進行的操作是：（a）檢驗裝置的氣密性；（b）通入混合氣體一段時間．
③實驗中，C裝置的現(xiàn)象是紅色粉末變成黑色；；E的作用是吸收二氧化碳．
④準確稱量樣品的質(zhì)量　10.00　g置于硬質(zhì)玻璃管中，充分反應后冷卻、稱量，硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為8.32g，D中濃硫酸增重0.72g，則Fe₂O₃•nH₂O中n=2．（假定Fe和H₂O不發(fā)生反應，實驗過程中每步均完全吸收或反應）．
⑤在本實驗中，下列情況會使測定結(jié)果　n　偏大的是ABC（填字母）．
A．缺少洗氣瓶B　　　B．缺少裝置E        C．反應后固體是鐵和少量Fe₂O₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中信息：草酸在濃硫酸并加熱條件下容易脫去水分，分解為二氧化碳和一氧化碳寫出反應的化學方程式；根據(jù)該反應反應物、反應條件進行分析合理的發(fā)生裝置；
（2）①草酸分解產(chǎn)物中有二氧化碳、一氧化碳和水，要得到干燥、純凈的CO氣體，應該先除去二氧化碳，然后使用濃硫酸進行干燥；
②該實驗裝置連有多個裝置，實驗前需要檢驗裝置的氣密性（或一氧化碳為可燃性氣體，點燃酒精燈之前需要將裝置中的空氣排凈，避免發(fā)生爆炸）；
③根據(jù)一氧化碳具有還原性，能和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳進行解答；
④由題意知，固體質(zhì)量減少的量為水和氧的量，濃硫酸吸收的量為水，根據(jù)方程式找出差量關(guān)系計算出n的值；
⑤根據(jù)裝置的作用以及對數(shù)據(jù)的影響分析對n的值的影響．

解答 解：（1）草酸在濃硫酸并加熱條件下容易脫去水分，分解為二氧化碳和一氧化碳，發(fā)生反應的化學方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+CO₂↑+H₂O；該反應需要加熱、還應該能夠控制反應開始和停止，綜合考慮可知裝置d可用于草酸分解制取氣體，
故答案為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+CO₂↑+H₂O；d；
（2）①為得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶A盛放的為氫氧化鈉溶液，用于除去混合氣體中的二氧化碳；裝置盛放干燥劑濃硫酸，目的為干燥CO；
②實驗前需要檢查裝置氣密性是否良好，否則影響測定結(jié)果；
③一氧化碳具有還原性，能和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能和堿石灰反應，所以C裝置的現(xiàn)象是：紅色粉末變成黑色；E的作用是：吸收二氧化碳；
④由題意知，固體質(zhì)量減少的量為水和氧的量，濃硫酸吸收的量為水，反應方程式為：
Fe₂O₃．nH₂O+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe+3CO₂+nH₂O    固體減少的質(zhì)量為
                                                        18n       （18n+48）
                                                         0.72g      10.00g-8.32g
則$\frac{18n}{18n+48}=\frac{0.72}{10.00g-8.32g}$  解得：n=2
⑤A．缺少洗氣瓶B，會導致D中濃硫酸增重質(zhì)量偏大，計算出的n值偏大，故A正確；                    
B．缺少裝置E，濃硫酸具有吸水性，會導致裝置D中的質(zhì)量比實際增加的質(zhì)量偏高，計算出的n偏大，故B正確；
C．反應后固體是鐵和少量Fe₂O₃，氧化鐵沒有完全反應，導致測定結(jié)果偏高，故C正確．
故答案為：（1）H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+CO₂↑+H₂O，d；（2）①NaOH溶液；濃硫酸；②檢查裝置氣密性；③紅色粉末變成黑色；吸收二氧化碳；④2；⑤ABC．

點評 本題考查了實驗基本操作、反應裝置的選擇，實驗測定物質(zhì)成分的實驗方案的設計、影響化學反應速率的因素等知識，題目難度較大，注意根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件選擇反應裝置，明確探究反應速率快慢的方法．