Question

15．固体草酸（H₂C₂O₄）在浓硫酸的催化作用下受热分解成碳的氧化物和水．
某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究．
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分．
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有CO2	CO和CO2都有

【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如下实验装置：

【实验探究】
（1）实验过程中观察到A装置（填字母）中的澄清石灰水变浑浊，证明有CO₂气体．
（2）实验过程中还观察到以下实验现象：①装置C中澄清石灰水不变浑浊；②E装置中红色粉末变成黑色；③装置F中澄清石灰水变浑浊，证明有CO气体．
【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$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
【问题讨论】
C装置的作用是检验二氧化碳是否已被完全吸收；
E装置发生反应的方程式是Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．

Answer 1

分析 【实验探究】（1）二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，但是必须先进行验证，因为二氧化碳也能够和氢氧化钠溶液反应，可以据此解答该题；
（2）根据题中所给的图及物质的性质进行解答即可；
【实验结论】根据实验现象结合质量守恒定律来写出化学反应式即可；
【问题讨论】澄清石灰水可以检验二氧化碳气体的存在；氧化铁在加热条件下和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳．

解答 解：【实验探究】（1）二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，但是必须先进行验证，因为二氧化碳也能够和氢氧化钠溶液反应，所以若观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，则说明反应生成了二氧化碳；
（2）二氧化碳也能够和氢氧化钠溶液反应，所以在经过A装置和B装置后二氧化碳已被完全吸收，所以C装置中澄清石灰水不变浑浊；E装置中红色粉末变成黑色，说明E装置中发生了氧化铁被一氧化碳还原的反应，所以反应生成的二氧化碳使得装置F中澄清石灰水变浑浊；
【实验结论】根据上述分析结合物质的性质可以知道，草酸分解产生了二氧化碳、一氧化碳和水，该反应的化学方程式为：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O；
【问题讨论】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；氧化铁在加热条件下和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，所以E装置发生反应的方程式是：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．
故答案为：【实验探究】（1）A；
（2）装置C中澄清石灰水不变浑浊；装置F中澄清石灰水变浑浊；
【实验结论】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．
【问题讨论】检验二氧化碳是否已被完全吸收；
Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO₂．

点评 本考点考查了气体的检验、质量守恒定律和化学方程式的书写等，知识点比较多，综合性比较强，注意设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法．