Question

19．我校興趣小組幾位同學，在學習了九年級化學第六單元后，對能產(chǎn)生二氧化碳的一些物質產(chǎn)生了興趣．其中幾位同學對實驗室的草酸[C₂H₂O₄]產(chǎn)生了興趣，她們請教老師得知：草酸的化學性質與碳酸相似．碳酸易分解，草酸在受熱條件下也分解，僅生成三種氧化物．他們對此展開了探究：
（1）小倩首先根據(jù)草酸中含有氫和氧元素，可推測生成物中含有水．
（2）小倩對分解生成的其他產(chǎn)物進行猜測、驗證：
【假設一】生成物中有二氧化碳
實驗一：將生成的氣體通入澄清的石灰水，實驗現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁反應方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O小明據(jù)此判斷生成物中含有二氧化碳．
【假設二】生成物中有一氧化碳
實驗二：小蕓用如圖裝置進行實驗，從而證明生成物中含有一氧化碳．
A裝置中黑色固體是CuO（化學式）
（3）討論交流：小芳認為，小蕓的“實驗二”不需要B裝置也能夠推斷出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的觀點：支持（填“支持”或“不支持”），請說出你的理由：只要根據(jù)氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，就可判斷三種氧化物中一定含有一氧化碳．小芳認為，從環(huán)保的角度看，“實驗二”裝置有一個缺陷，請你指出該缺陷：沒有尾氣的處理裝置，添加酒精燈在裝置最后
（4）興趣小組的四位男同學對學校角落的一堆石灰石產(chǎn)生了興趣，他們想知道其中含碳酸鈣的質量分數(shù)，于是他們取來了一些石灰石，先將其粉碎，并取稀鹽酸200g，平均分成4份，每人進行了一次實驗，結果如下：

實  驗	1	2	3	4
加入樣品的質量/g	5	10	15	20
生成CO2的質量/g	1.54	3.08	4.4	m

①將石灰石粉碎的目的：增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應速率
②m的數(shù)值等于4.4
③請你協(xié)助他們計算這種石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)？（寫出完整的計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質量守恒定律進行分析；
（2）根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
根據(jù)一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳進行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳不具有還原性，只要是黑色粉末變成紅色，就說明存在還原性物質，能說明存在一氧化碳，特別是在驗證一氧化碳時，注意尾氣處理，否則沒反應的一氧化碳會污染空氣進行分析．
（4）碳酸鈣的質量分數(shù)可根據(jù)第1次或第2次實驗中二氧化碳的質量求出．根據(jù)化學方程式得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可求出參加反應的CaCO₃的質量，然后再根據(jù)質量分數(shù)公式進行計算即可．

解答 解：（1）在化學反應前后，元素的種類不變，所以根據(jù)草酸中含有氫、氧元素，可推測生成物中含有水；
（2）二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以將生成的氣體通入澄清的石灰水，實驗現(xiàn)象是：澄清石灰水變渾濁，判斷生成物中含有二氧化碳；反應的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
一氧化碳具有還原性，能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅，所以本題答案為：CuO；
（3）二氧化碳不具有還原性，只要是紅色粉末變成黑色，就說明存在還原性物質，能說明存在一氧化碳，特別是在驗證一氧化碳時，注意尾氣處理，否則沒反應的一氧化碳會污染空氣．
（4）①為避免樣品中碳酸鈣不能完成反應，可把樣品粉碎，增大樣品與鹽酸的接觸面積，此舉還可以加快反應的速率；
故答案為：增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應速率．
②因為第3次反應已是完全反應，不再有氣體產(chǎn)生，故第四次反應生成的氣體質量的第三次的一樣多，即m=4.4．
③設第1次實驗中樣品中的碳酸鈣的質量為x，
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                    1.54g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{1.54g}$，解之得：x=3.5g，
石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)為：$\frac{3.5g}{5g}$×100%=70%．
答：石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)為80%．
故答案為：
（1）氫和氧；
（2）澄清石灰水變渾濁，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．CuO；
（3）支持，只要根據(jù)氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，就可判斷三種氧化物中一定含有一氧化碳；沒有尾氣的處理裝置，添加酒精燈在裝置最后．
（4）增大石灰石與鹽酸的接觸面積，加快反應速率；4.4；70%

點評 驗證二氧化碳將氣體通過澄清石灰水，驗證一氧化碳時將氣體通過金屬氧化物，看是否能還原出金屬，要注意有尾氣處理裝置．