Question

某研究性學習小組通過實驗探究草酸晶體受熱分解的產物．
Ⅰ查閱資料
經查閱，草酸晶體在175℃時受熱分解，熔融時易揮發，相關信息如下表：

	分子式	水溶性	熔點/℃
草酸晶體	H2C2O2?2H2O	易溶于水	101.5
草酸鈣	CaC2O4	難溶于水	----

Ⅱ猜測產物
經小組討論，認為草酸晶體受熱分解產物中一定有H₂O，除此之外可能還有CO₂、CO和H₂．
Ⅲ實驗探究
（1）為了檢驗產物中是否有CO₂氣體，兩同學分別設計了甲、乙兩套裝置（如圖1所示）．

①對比甲、乙裝置，乙裝置的優點有a．

 

；b．

 

．
②利用乙裝置進行實驗，觀察到澄清石灰水變渾濁．
（2）為了檢驗其它氣體產物，丙同學設計了如圖2裝置
①請在虛線框中畫出所缺裝置并注明儀器中所盛藥品的名稱．
②裝置D所盛藥品為

 

，其作用為

 

；裝置E所盛藥品為

 

，其作用為

 

．
③按上圖裝置進行實驗，觀察到C中黑色粉末變為紅色，D中無明顯現象，E中溶液變渾濁．
Ⅳ實驗結論
根據Ⅲ中（1）、（2）的實驗現象，草酸晶體（H₂C₂O₂?2H₂O）受熱分解的化學方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）①分析物質性質和實驗裝置特征進行比較判斷，乙裝置試管口向上傾斜避免草酸晶體熔融流向試管口，有冷卻裝置可以避免草酸蒸氣和氫氧化鈣反應生成草酸鈣沉淀影響二氧化碳的檢驗；
（2）①圖2裝置是利用草酸受熱分解后的氣體中的一氧化碳還原氧化銅分析，通入之前需要用干燥管除去水蒸氣和二氧化碳防止干擾后續試驗驗證，畫出干燥管；
②分析裝置可知草酸分解生成的氣體可能有H₂O、CO₂、CO和H₂，通過干燥管除去二氧化碳和水蒸氣，一氧化碳和氫氣還原氧化銅生成銅和二氧化碳和水蒸氣，裝置D中是無水硫酸銅檢驗水的存在，E裝置是澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在；
③觀察到C中黑色粉末變為紅色，說明生成氣體中含有一氧化碳，D中無明顯現象說明生成氣體中午氫氣，E中溶液變渾濁證明可逆生成的氣體中含有二氧化碳，依據氧化還原反應電子守恒分析草酸晶體分解生成二氧化碳、一氧化碳和水，依據原子守恒配平書寫得到．

解答：解：（1）①分析物質性質和實驗裝置特征進行比較判斷，乙裝置試管口向上傾斜避免草酸晶體熔融流向試管口，有冷卻裝置可以避免草酸蒸氣和氫氧化鈣反應生成草酸鈣沉淀影響二氧化碳的檢驗；對比甲、乙裝置，乙裝置的優點有
a．試管口向上，防止草酸晶體受熱熔化流至管口處冷凝，堵塞導管口，b．草酸鈣是難溶物質，避免了草酸蒸氣干擾CO₂的檢驗；
故答案為：試管口向上，防止草酸晶體受熱熔化流至管口處冷凝，堵塞導管口；草酸鈣是難溶物質，避免了草酸蒸氣干擾CO₂的檢驗；
（2）①圖2裝置是利用草酸受熱分解后的氣體中的一氧化碳還原氧化銅分析，通入之前需要用干燥管除去水蒸氣和二氧化碳防止干擾后續試驗驗證，畫出干燥管為，
故答案為：；

②分析裝置可知草酸分解生成的氣體可能有H₂O、CO₂、CO和H₂，通過干燥管除去二氧化碳和水蒸氣，一氧化碳和氫氣還原氧化銅生成銅和二氧化碳和水蒸氣，裝置D中是無水硫酸銅檢驗水的存在，E裝置是澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在，
故答案為：無水硫酸銅；檢驗C中的產物是否有水；澄清石灰水；檢驗C中的產物是否有CO₂；
③觀察到C中黑色粉末變為紅色，說明生成氣體中含有一氧化碳，D中無明顯現象說明生成氣體中午氫氣，E中溶液變渾濁證明可逆生成的氣體中含有二氧化碳，依據氧化還原反應電子守恒分析草酸晶體分解生成二氧化碳、一氧化碳和水，依據原子守恒配平書寫得到化學方程式為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO₂↑+CO↑+3H₂O，
故答案為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO₂↑+CO↑+3H₂O．

點評：本題考查了物質性質的實驗分析，組成判斷，實驗設計方法，物質性質的檢驗試劑選擇，掌握實驗基礎是關鍵，題目難度中等．