Question

某研究性學(xué)習(xí)小組通過實(shí)驗(yàn)來探究乙二酸（又名草酸）受熱分解的產(chǎn)物，他們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

查閱資料可知：乙二酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）熔點(diǎn)100.1℃，草酸鈣是難溶于水的白色固體；Cu₂O能溶于稀硫酸，立即發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu²⁺和Cu．
（1）實(shí)驗(yàn)過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁，且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O

；
（2）裝置B的作用是

除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，防止對檢驗(yàn)分解產(chǎn)物CO₂的干擾

；上述裝置中有兩處需要改進(jìn)（假設(shè)洗氣裝置每次吸收氣體均完全），改進(jìn)方法是

在C與D之間再裝配一個盛濃硫酸的洗氣瓶（或裝有堿石灰的干燥管）

；

將裝置E中出來的氣體引到酒精燈火焰上讓其燃燒（或收集裝置E中逸出的尾氣）

．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后向裝置B的試管中加入NaHCO₃溶液，產(chǎn)生大量無色氣體，由此可以證明兩種物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱順序是

乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）

．
（4）有人認(rèn)為D裝置中得到的紅色固體可能是Cu，也可能是Cu和Cu₂O的混合物．實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)一步探究：①取少量紅色固體加入到盛稀硫酸的試管中，充分振蕩，溶液變?yōu)樗{(lán)色，試管底部仍有紅色固體，由此可以得出的結(jié)論是

紅色固體中含有Cu₂O

．②取6.8g紅色固體與足量的稀硝酸反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體1.12L．則紅色固體中含單質(zhì)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

50%

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)乙二酸晶體加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水以及其性質(zhì)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)已二酸的沸點(diǎn)來確定除去乙二酸的方法，濃硫酸具有吸水性，可以將氣體干燥，一氧化碳有毒，需要進(jìn)行尾氣處理；
（3）化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理；
（4）金屬銅和硫酸不反應(yīng)，但是氧化亞銅可以和硫酸反應(yīng)生成金屬銅和硫酸銅，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算即可．

解答：解：（1）C、E裝置中的溶液均變渾濁，且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，說明乙二酸晶體加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
（2）乙二酸可以和氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，所以防止對檢驗(yàn)分解產(chǎn)物CO₂的干擾，要除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，一氧化碳在還原氧化銅之前要將氣體干燥，一氧化碳有毒，所以要進(jìn)行尾氣處理，
故答案為：除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，防止對檢驗(yàn)分解產(chǎn)物CO₂的干擾；在C與D之間再裝配一個盛濃硫酸的洗氣瓶（或裝有堿石灰的干燥管），將裝置E中出來的氣體引到酒精燈火焰上讓其燃燒（或收集裝置E中逸出的尾氣）；
（3）B的試管中是乙二酸，加入NaHCO₃溶液，產(chǎn)生大量無色氣體應(yīng)該是二氧化碳，化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理，所以酸性是乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃），故答案為：乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）；
（4）①金屬銅和硫酸不反應(yīng)，但是氧化亞銅可以和硫酸反應(yīng)生成金屬銅和硫酸銅，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液變?yōu)樗{(lán)色，則證明紅色固體中含有Cu₂O，故答案為：紅色固體中含有Cu₂O；
②設(shè)紅色固體中氧化亞銅的物質(zhì)的量是x，金屬銅的物質(zhì)的量為y，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系得：144x+64y=6.8，根據(jù)電子守恒，得出：2x+2y=

1.12L

22.4L/mol

×（5-2），兩式聯(lián)立解得x=0.025mol，y=0.05mol，所以Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.05mol×64g/mol

6.8g

×100%=50%，故答案為：50%．

點(diǎn)評：本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，注意平時只是的積累是解題的關(guān)鍵，綜合性較強(qiáng)，難度大．