Question

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．
【收集资料】a．浓硫酸有吸水性，可用于干燥某些气体；
b．氢氧化钠溶液可与CO₂反应，可除去CO₂气体．
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有	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

 

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：Ⅰ．C装置中澄清石灰水不变浑浊；Ⅱ．E装置中黑色粉末变成红色；Ⅲ．

 

，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

 

．
【问题讨论】
①C装置的作用是

 

；
②该实验装置还需完善之处是

 

．
【计算】若有4.4g的二氧化碳通入到足量的澄清石灰水中，则理论上可以产生多少摩尔沉淀？（根据化学方程式列式计算）

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；故可根据猜想1、3的内容，推测猜想2的内容；
【实验探究】根据：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；二氧化碳能和氢氧化钠溶液发生化学反应，生成碳酸钠和水；一氧化碳能与氧化铜发生反应；
【实验结论】如果猜想3成立，则可知反应物、生成物、反应条件，根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写化学方程式；
【问题讨论】一氧化碳有毒，扩散到空气中时会污染环境．
【计算】根据化学方程式列式计算．

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；故可根据猜想1、3的内容，推测猜想2的内容；
【实验探究】
①如果生成的气体中含有二氧化碳，通过A装置时，澄清的石灰水会变浑浊．故填：A．
②C装置中的石灰水不变浑浊，说明二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，E装置中黑色粉末变成红色，F装置中的石灰水变浑浊，说明生成的气体中含有一氧化碳．故填：F中澄清的石灰水变浑浊．
【实验结论】
如果猜想3成立，则草酸分解能生成水、一氧化碳和二氧化碳，所以反应的化学方程式是：H₂C₂O₄

浓H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O，故填：H₂C₂O₄

浓H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O
【问题讨论】
①C装置的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收，以免影响后面的实验；
②装置末端酒精灯的作用是把一氧化碳转化成二氧化碳，防止污染环境．
故填：检验二氧化碳是否被完全吸收除尽；酒精灯点燃F装置中的尾气．
【计算】4.4g的二氧化碳物质的量为：n（CO₂）=4.4/44=0.1mol
设可以产生沉淀的物质的量为xmol
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
1             1
0.1mol        x

1

0.1mol

=

1

x

，则x=0.1mol
答：可以产生沉淀的物质的量为0.1mol．
故答案为：CO₂；A；F中澄清的石灰水变浑浊；H₂C₂O₄

浓H2SO4

△

CO↑+CO₂↑+H₂O；检验CO₂是否除尽；酒精灯点燃F装置中的尾气；0.1mol

点评：化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，有助于提高观察实验、进行实验的能力．