Question

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(xué)方程式為：

 

．下列裝置中，可用于草酸分解制取氣體的是

 

．（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(yīng)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(shí)驗(yàn)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

 

、

 

．
②在點(diǎn)燃酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是：（a）

 

；（b）通入混合氣體一段時間．
③實(shí)驗(yàn)中，C裝置的現(xiàn)象是

 

；E的作用是

 

．
④在本實(shí)驗(yàn)中，下列情況會使測定結(jié)果 n 偏大的是

 

（填字母）．
A．缺少洗氣瓶B　　　　　　      B．缺少裝置E
C．反應(yīng)后固體是鐵和少量Fe₂O₃   D．反應(yīng)后固體是鐵和少量Fe₂O₃?nH₂O
⑤準(zhǔn)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(yīng)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=

 

．（假定Fe和H₂O不發(fā)生反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過程中每步均完全吸收或反應(yīng)）．計(jì)算過程：

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

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(yīng)的化學(xué)方程式；根據(jù)該反應(yīng)反應(yīng)物、反應(yīng)條件進(jìn)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(yīng)該先除去二氧化碳，然后使用濃硫酸進(jìn)行干燥；
②該實(shí)驗(yàn)裝置連有多個裝置，實(shí)驗(yàn)前需要檢驗(yàn)裝置的氣密性（或一氧化碳為可燃性氣體，點(diǎn)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(yīng)生成鐵和二氧化碳進(jìn)行解答；
④設(shè)剩余固體質(zhì)量為xg、裝置D增重yg，則
Fe₂O₃．nH₂O+3CO=Fe+3CO₂+nH₂O    固體減少的質(zhì)量為
                        18n     （18n+48）g
                         y           10-x 
  

(18n+48)g

18ng

=

10-x

y

，整理可得：1+

24

9n

=

10-x

y

，即固體剩余質(zhì)量越大，測定的n值越大；裝置D中質(zhì)量增重越大，測定的n值越小，據(jù)此進(jìn)行判斷；
⑤結(jié)合方程式，根據(jù)固體減少的質(zhì)量與濃硫酸增重的質(zhì)量列關(guān)系式計(jì)算n值．

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(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄

濃H2SO4  .

CO↑+CO₂↑+H₂O；該反應(yīng)需要加熱、還應(yīng)該能夠控制反應(yīng)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

濃H2SO4  .

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；故答案為：NaOH溶液；濃硫酸；
②實(shí)驗(yàn)前需要檢查裝置氣密性是否良好，否則影響測定結(jié)果（或者一氧化碳為可燃性氣體，點(diǎn)燃酒精燈之前需要將裝置中的空氣排凈），
故答案為：檢查裝置氣密性；
③一氧化碳具有還原性，能和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，二氧化碳能和堿石灰反應(yīng)，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；故填：紅色粉末變成黑色；吸收二氧化碳；
④設(shè)剩余固體質(zhì)量為xg、裝置D增重yg，則
Fe₂O₃．nH₂O+3CO=Fe+3CO₂+nH₂O    固體減少的質(zhì)量為
                        18n     （18n+48）g
                         y           10-x 
  

(18n+48)g

18ng

=

10-x

y

，整理可得：1+

24

9n

=

10-x

y

，
即固體剩余質(zhì)量越大，測定的n值越大；裝置D中質(zhì)量增重越大，測定的n值越小
A．缺少洗氣瓶B，會導(dǎo)致D中濃硫酸增重質(zhì)量偏大，計(jì)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(dǎo)致裝置D中的質(zhì)量比實(shí)際增加的質(zhì)量偏高，計(jì)算出的n偏大，故B正確；
C．反應(yīng)后固體是鐵和少量Fe₂O₃，氧化鐵沒有完全反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，故C正確；
D．反應(yīng)后固體是鐵和少量Fe₂O₃?nH₂O，相當(dāng)于部分Fe₂O₃?nH₂O沒有反應(yīng)，不影響沉淀結(jié)果，故D錯誤；
故答案為：ABC；
⑤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(yīng)方程式為：
Fe₂O₃．nH₂O+3CO=Fe+3CO₂+nH₂O    固體減少的質(zhì)量為
                        18ng      （18n+48）g
                        0.72g     10.00g-8.32g
則0.72g×（18n+48）g=18ng×（ 10.00g-8.32g），
解得n=2，
故答案為：2．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)基本操作、反應(yīng)裝置的選擇，實(shí)驗(yàn)測定物質(zhì)成分的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素等知識，題目難度較大，注意根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇反應(yīng)裝置，明確探究反應(yīng)速率快慢的方法．