Question

在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H₂C₂O₄）受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學課外興趣小組對碳的氧化物的成分進行了實驗探究．
【提出問題】如何通過實驗確定碳的氧化物的成分．
【收集資料】a．濃硫酸有吸水性，可用于干燥某些氣體；
b．氫氧化鈉溶液可與CO₂反應，可除去CO₂氣體．
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有	CO和CO2都有

【設計實驗】基于猜想3，興趣小組同學設計了如下實驗裝置：

【實驗探究】
①實驗過程中觀察到

 

裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明有CO₂氣體．
②實驗過程中還觀察到以下實驗現(xiàn)象：Ⅰ．C裝置中澄清石灰水不變渾濁；Ⅱ．E裝置中黑色粉末變成紅色；Ⅲ．

 

，證明有CO氣體．
【實驗結論】通過實驗探究證明：猜想3成立．草酸分解的化學方程式是

 

．
【問題討論】
①C裝置的作用是

 

；
②該實驗裝置還需完善之處是

 

．
【計算】若有4.4g的二氧化碳通入到足量的澄清石灰水中，則理論上可以產生多少摩爾沉淀？（根據(jù)化學方程式列式計算）

Answer 1

分析：【猜想】碳的氧化物可能是一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；故可根據(jù)猜想1、3的內容，推測猜想2的內容；
【實驗探究】根據(jù)：二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；二氧化碳能和氫氧化鈉溶液發(fā)生化學反應，生成碳酸鈉和水；一氧化碳能與氧化銅發(fā)生反應；
【實驗結論】如果猜想3成立，則可知反應物、生成物、反應條件，根據(jù)反應物、生成物、反應條件及其質量守恒定律可以書寫化學方程式；
【問題討論】一氧化碳有毒，擴散到空氣中時會污染環(huán)境．
【計算】根據(jù)化學方程式列式計算．

解答：解：
【猜想】碳的氧化物可能是一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；故可根據(jù)猜想1、3的內容，推測猜想2的內容；
【實驗探究】
①如果生成的氣體中含有二氧化碳，通過A裝置時，澄清的石灰水會變渾濁．故填：A．
②C裝置中的石灰水不變渾濁，說明二氧化碳被氫氧化鈉溶液完全吸收，E裝置中黑色粉末變成紅色，F(xiàn)裝置中的石灰水變渾濁，說明生成的氣體中含有一氧化碳．故填：F中澄清的石灰水變渾濁．
【實驗結論】
如果猜想3成立，則草酸分解能生成水、一氧化碳和二氧化碳，所以反應的化學方程式是：H₂C₂O₄

濃H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O，故填：H₂C₂O₄

濃H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O
【問題討論】
①C裝置的作用是檢驗二氧化碳是否被完全吸收，以免影響后面的實驗；
②裝置末端酒精燈的作用是把一氧化碳轉化成二氧化碳，防止污染環(huán)境．
故填：檢驗二氧化碳是否被完全吸收除盡；酒精燈點燃F裝置中的尾氣．
【計算】4.4g的二氧化碳物質的量為：n（CO₂）=4.4/44=0.1mol
設可以產生沉淀的物質的量為xmol
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
1             1
0.1mol        x

1

0.1mol

=

1

x

，則x=0.1mol
答：可以產生沉淀的物質的量為0.1mol．
故答案為：CO₂；A；F中澄清的石灰水變渾濁；H₂C₂O₄

濃H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O；檢驗CO₂是否除盡；酒精燈點燃F裝置中的尾氣；0.1mol

點評：化學實驗現(xiàn)象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結論的依據(jù)，掌握物質的性質和相互之間的反應關系，有助于提高觀察實驗、進行實驗的能力．