Question

19．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H₂C₂O₄）受热分解生成碳的氧化物和水，某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：
【提出问题】生成物中有哪种碳的氧化物？
【猜测】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有CO2	含有CO和CO2

【设计实验】基于猜想3，依据CO和CO₂的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：
（1）观察到A装置（填字母）中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO₂气体生成．
（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中澄清石灰水变浑浊；②E装置中出现黑色粉末逐渐变红的现象；
【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立．草酸分解的化学方程式是H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O．
【问题讨论】
（1）B装置的作用是除去气体中的二氧化碳，避免对气体中一氧化碳的检验造成干扰；D装置的作用是除去混合气中的水蒸气．
（2）装置末端酒精灯的作用是点燃尾气中一氧化碳，防止污染空气．

Answer 1

分析 【猜想】根据猜想1和3进行分析；
【设计实验】（1）A装置中的澄清石灰水变浑浊，能够证明有CO₂气体；
（2）根据一氧化碳有还原性，能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析；
【实验结论】根据猜想3成立可知，反应物、反应条件、生成物然后写出化学反应式即可；
【问题讨论】
（1）根据氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体，浓硫酸有吸水性进行分析；
（2）根据装置末端酒精灯可以处理尾气CO进行分析．

解答 解：【猜想】根据猜想1和3可知，猜想2是只有CO₂；

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有二氧化碳	含有CO和CO2

【设计实验】（1）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水变浑浊，所以A装置中的澄清石灰水变浑浊，能够证明有CO₂气体；
（2）一氧化碳有还原性，能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以①C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中澄清石灰水变浑浊，D装置中黑色粉末变成红色；
【实验结论】根据猜想3成立可知，生成物中有一氧化碳、二氧化碳、水，所以化学反应式是：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O；
【问题讨论】
（1）澄清石灰水可以检验二氧化碳气体的存在，所以C装置的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收；浓硫酸可以吸收水分，所以D装置的作用是吸收水分；
（2）为防止一氧化碳污染空气，装置末端酒精灯可以点燃尾气CO．
故答案为：
【猜测】CO₂；【设计实验】（1）A；（2）黑色粉末逐渐变红；
【实验结论】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O；【问题讨论】点燃尾气中一氧化碳，防止污染空气．

点评 本题需要合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．关键是检验一氧化碳和二氧化碳的存在，就要我们熟悉一氧化碳和二氧化碳的性质特点．