Question

草酸的化学式为C₂H₂O₄，甲、乙两位同学对草酸受热分解及其产物的检验做如下探究：
[猜想和假设]（1）草酸分解产物是CO₂和H₂O；（2）草酸分解产物为CO₂和H₂；
（3）草酸分解产物为CO₂、CO和H₂O．
[查阅资料]（1）碱石灰为NaOH和CaO的固体混合物；
（2）白色的无水硫酸铜遇水变蓝；
（3）草酸晶体熔点较低，加热到182℃时便开始熔化．
[实验设计]甲同学设计了如图1所示的装置，乙同学设计了如图2所示的装置．

[进行实验]甲同学按图1实验，观察到澄清石灰水变浑浊；乙同学按图2实验，观察到无水硫酸铜由白色变成蓝色，澄清石灰水变浑浊，且生成的气体通过碱石灰后，在尖嘴处能被点燃，在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯，澄清石灰水变浑浊．
[结论]乙同学证明产物中含有

 

，
若草酸分解后的产物就是乙同学证明的结果，请写出草酸分解的化学方程式：

 

．
[反思与评价]乙同学认为甲同学设计的实验装置有不足之处．甲同学认为乙同学的设计是科学合理的．图2装置优于图1装置有如下几点：
（1）图2中试管口向上倾斜．其原因是

 

；
（2）

 

；
（3）

 

．
（4）乙同学设计的图2装置也能证明产物中无H₂，证明方法是

 

．

Answer 1

分析：【结论】根据白色无水硫酸铜遇水变成蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳有可燃性，且燃烧产物是二氧化碳的性质回答生成气体的成分；根据乙同学的结论判断生成物，再结合条件、反应物写出方程式．
[反思与评价]（1）根据草酸晶体熔点较低，加热到182℃时便开始熔化的性质回答．
（2）对比甲、乙装置从气体检验和环境污染角度分析得结论．
（3）对比甲、乙装置从气体检验和环境污染角度分析得结论．
（4）根据氢气的可燃性和燃烧产物判断．

解答：解：【结论】因为白色无水硫酸铜遇水变成蓝色，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以气体中有水蒸气和二氧化碳；因为一氧化碳不能被碱石灰吸收，且一氧化碳有可燃性，且燃烧产物是二氧化碳，罩在火焰上方的内壁涂有澄清石灰水的烧杯中，澄清石灰水变浑浊，说明气体中有一氧化碳．
草酸受热分解生成了H₂O、CO₂、CO，所以方程式为：C₂H₂O₄

△   .

CO₂↑+CO↑+H₂O．
[反思与评价]（1）草酸晶体熔点较低，加热到182℃时便开始熔化，熔化的草酸流入导气管会影响后续实验，甚至发生危险．
（2）从实验的产物验证方面考虑，乙同学设计的装置可同时证明H₂O、CO₂、CO的存在．
（3）从环保角度考虑，乙同学的设计在验证了CO的同时又解决了CO污染的问题．
（4）因为氢气燃烧可生成水，在尖嘴处点燃气体，并在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁没有无色液滴产生，证明无氢气．
故答案为：
【结论】H₂O、CO₂、CO；C₂H₂O₄

△   .

CO₂↑+CO↑+H₂O；
【反思与评价】（1）防止了熔化的草酸流入导气管影响后续实验；（2）乙同学设计的装置可同时证明H₂O、CO₂、CO的存在；
（3）乙同学的设计在验证了CO的同时又解决了CO污染的问题；方法：在尖嘴处点燃气体，并在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁没有无色液滴产生，证明无氢气．

点评：气体的检验和除杂是初中化学实验的重点内容之一，是学生应掌握的基本技能，也是化学实验考查的热点之一，首先要熟悉气体的性质，并能利用其性质对它进行检验、鉴别，能利用气体间性质的差别进行分离和除杂；特别是石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸、无水硫酸铜在气体制取和检验中的作用．