Question

乙二酸（H₂C₂O₄）俗稱草酸．各種植物都含有草酸，以菠菜、茶葉中含量多．常見的草酸是含有結(jié)晶水的無色晶體（H₂C₂O₄?XH₂O）．某校興趣小組同學(xué)對草酸進(jìn)行研究．
【查閱資料】①草酸的酸性比醋酸強(qiáng)，是有機(jī)酸中的強(qiáng)酸，具有酸的通性．
②草酸晶體的熔點(diǎn)：101.5℃，無水乙二酸的熔點(diǎn)：189.5℃，無水乙二酸分解溫度是：157℃．③草酸能溶于水、乙醇等溶劑；草酸鈣難溶于水．
I．驗(yàn)證草酸的酸性，完成實(shí)驗(yàn)記錄：

	操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	原理或解釋
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液變成   色	溶液中含   離子
	加適量的鋅粒	觀察到	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化鐵粉末	觀察到紅棕色固體消失，溶液變成   色	草酸可以與金屬氧化物反應(yīng)，生活中 可用草酸除銹

Ⅱ．探究草酸受熱分解的產(chǎn)物，完成實(shí)驗(yàn)記錄：
（一）實(shí)驗(yàn)一：初步確定草酸受熱分解的產(chǎn)物．
【猜想】興趣小組猜想草酸受熱分解會產(chǎn)生①CO₂  ②CO  ③NO₂  ④H₂O．你認(rèn)為以上猜想肯定不合理的是

 

，理由是

 

．
【實(shí)驗(yàn)】
（1）藥品：草酸晶體（H₂C₂O₄?XH₂O）、澄清石灰水
（2）裝置：根據(jù)查閱的相關(guān)資料，小組同學(xué)應(yīng)該選擇裝置

 

（選擇“甲”或“乙”）對草酸晶體加熱．

（3）現(xiàn)象：燒杯中石灰水變渾濁；試管壁出現(xiàn)小水珠．
【結(jié)論】由此現(xiàn)象說明生成的產(chǎn)物中一定含

 

氣體；

 

（填“能”或“不能”）確定無水乙二酸受熱分解的產(chǎn)物中一定有水．
（二）實(shí)驗(yàn)二：完善實(shí)驗(yàn)一的相關(guān)裝置，進(jìn)一步確定無水乙二酸（H₂C₂O₄）受熱分解的產(chǎn)物．
【實(shí)驗(yàn)】
步驟一：準(zhǔn)確12.6克草酸晶體（H₂C₂O₄?XH₂O），放進(jìn)烘箱充分烘干，獲得無水乙二酸9克．則興趣小組確定草酸晶體中所含結(jié)晶水分子的數(shù)目為X=

 

．
步驟二：興趣小組在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)了如圖裝置，對9克無水乙二酸充分加熱并確認(rèn)分解的產(chǎn)物．

1．同學(xué)觀察到B中無水硫酸銅逐漸變藍(lán)，由此確認(rèn)受熱分解的產(chǎn)物有

 

．
2．小組同學(xué)結(jié)合查閱的資料思考出裝置C中水的作用，認(rèn)為沒有該裝置，就不能確認(rèn)產(chǎn)物中

 

的存在．
3．實(shí)驗(yàn)中，若小組同學(xué)觀察到E中

 

、G中

 

現(xiàn)象時(shí)，可確認(rèn)分解產(chǎn)物中有CO．
4．F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，若F中放置的氧化鐵樣品為10克，經(jīng)充分反應(yīng)后

 

（填“能”或“不能”）被磁鐵完全吸引．
5．H裝置的作用是

 

．
【結(jié)論】同學(xué)最終確定了無水乙二酸分解的產(chǎn)物，完成了受熱分解的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,溶液的酸堿性測定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,燃燒與燃燒的條件

專題：科學(xué)探究

分析：Ⅰ、根據(jù)酸能夠使石蕊試液變成紅色，和活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，和金屬氧化物反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水分析；
Ⅱ、（一）【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律或化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變分析猜想的合理性；
【實(shí)驗(yàn)】根據(jù)固體藥品加熱的注意事項(xiàng)分析裝置；
【結(jié)論】根據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論；
（二）【實(shí)驗(yàn)】步驟一：根據(jù)無水乙二酸和水的質(zhì)量比計(jì)算X的值；
步驟二：1、根據(jù)觀察到B中無水硫酸銅逐漸變藍(lán)，說明有水的產(chǎn)生；
2、根據(jù)資料信息草酸能溶于水，草酸鈣難溶于水，分析水的作用；
3、根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的現(xiàn)象分析回答；
4、根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳寫出反應(yīng)的方程式，根據(jù)10g氧化鐵需要一氧化碳的質(zhì)量結(jié)合草酸的質(zhì)量計(jì)算得出結(jié)論；
5、根據(jù)一氧化碳有毒分析裝置的作用；
【結(jié)論】根據(jù)以上分析的結(jié)論寫出反應(yīng)的方程式．

解答：解：Ⅰ、信息顯示草酸顯酸性，酸中含有氫離子，因此酸能夠使石蕊試液變成紅色，和活潑金屬反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，和金屬氧化物反應(yīng)產(chǎn)生鹽和水，三價(jià)的鐵鹽顯黃色；故答案為：

	操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	原理或解釋
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液變成 紅色	溶液中含 氫離子
	加適量的鋅粒	觀察到 氣泡	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化鐵粉末	觀察到紅棕色固體消失，溶液變成 黃色	草酸可以與金屬氧化物反應(yīng)，生活中 可用草酸除銹

Ⅱ、（一）【猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律或化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變可知草酸中沒有氮元素，因此猜想③不合理；
【實(shí)驗(yàn)】固體藥品加熱需要試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流引起試管炸裂，因此選擇乙裝置；
【結(jié)論】燒杯中石灰水變渾濁，說明有二氧化碳草酸；試管壁出現(xiàn)小水珠，說明有水，但水可能來自固體中含有的水，因此不能確定一定含有水；
故答案為：③；質(zhì)量守恒定律或化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；乙；二氧化碳；不能；
（二）【實(shí)驗(yàn)】步驟一：草酸晶體中水的質(zhì)量：12.6g-9g=3.6g，因此無水乙二酸和水的質(zhì)量比為9g：3.6g=90：18X，因此X=2；古答案為：2；
步驟二：1、因?yàn)橛^察到B中無水硫酸銅逐漸變藍(lán)，說明有水的產(chǎn)生；
2、資料信息草酸能溶于水，草酸鈣難溶于水，因此水可以吸收草酸，防止草酸和石灰水反應(yīng)產(chǎn)生草酸鈣影響二氧化碳的檢驗(yàn)；
3、一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳，因此觀察到E中石灰水不變渾濁，而G中石灰水變渾濁，說明二氧化碳來自一氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生，可以證明一氧化碳的產(chǎn)生；
4、一氧化碳還原氧化鐵得到鐵和二氧化碳，反應(yīng)的方程式為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
設(shè)9g草酸完全分解產(chǎn)生一氧化碳的質(zhì)量為X
H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O
90            28
9g           x 

90

9g

=

28

x

  x=2.8g
設(shè)2.8g一氧化碳還原氧化鐵的質(zhì)量為y
3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂
28×3  160
2.8g    y

28×3

2.8g

=

160

y

   y=5.3g＜10g，因此氧化鐵不能全部被還原，故不能被磁鐵完全吸引；
5、因?yàn)橐谎趸�碳有毒，因此H裝置的作用是：收集多余的一氧化碳，防止污染空氣；
【結(jié)論】由以上分析可知草酸分解產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳和水，因此反應(yīng)的方程式為：H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答案為：1、水；2、二氧化碳；3、石灰水不變渾濁；石灰水變渾濁；4、3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；不能；5、收集多余的一氧化碳，防止污染空氣；H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．

點(diǎn)評：本題屬于信息題的考查，解題的關(guān)鍵是依據(jù)題目的信息結(jié)合相關(guān)的知識進(jìn)行分析，本題要求熟練運(yùn)用二氧化碳、一氧化碳、水等的性質(zhì)．