Question

某研究性学习小组通过实验来探究乙二酸（又名草酸）受热分解的产物，他们设计的实验装置如图所示：

查阅资料可知：乙二酸晶体（H₂C₂O₄?2H₂O）熔点100.1℃，草酸钙是难溶于水的白色固体；Cu₂O能溶于稀硫酸，立即发生歧化反应生成Cu²⁺和Cu．
（1）实验过程中观察到C、E装置中的溶液均变浑浊，且D装置中黑色粉末变为红色，写出A中发生反应的化学方程式：

H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O

；
（2）装置B的作用是

除去生成物中带出的乙二酸蒸汽，防止对检验分解产物CO₂的干扰

；上述装置中有两处需要改进（假设洗气装置每次吸收气体均完全），改进方法是

在C与D之间再装配一个盛浓硫酸的洗气瓶（或装有碱石灰的干燥管）

；

将装置E中出来的气体引到酒精灯火焰上让其燃烧（或收集装置E中逸出的尾气）

．
（3）实验结束后向装置B的试管中加入NaHCO₃溶液，产生大量无色气体，由此可以证明两种物质的酸性强弱顺序是

乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）

．
（4）有人认为D装置中得到的红色固体可能是Cu，也可能是Cu和Cu₂O的混合物．实验小组进一步探究：①取少量红色固体加入到盛稀硫酸的试管中，充分振荡，溶液变为蓝色，试管底部仍有红色固体，由此可以得出的结论是

红色固体中含有Cu₂O

．②取6.8g红色固体与足量的稀硝酸反应，收集到标准状况下的NO气体1.12L．则红色固体中含单质铜的质量分数是

50%

．

Answer 1

分析：（1）根据乙二酸晶体加热生成一氧化碳、二氧化碳和水以及其性质进行解答；
（2）根据已二酸的沸点来确定除去乙二酸的方法，浓硫酸具有吸水性，可以将气体干燥，一氧化碳有毒，需要进行尾气处理；
（3）化学反应遵循强酸制弱酸的原理；
（4）金属铜和硫酸不反应，但是氧化亚铜可以和硫酸反应生成金属铜和硫酸铜，据此进行计算即可．

解答：解：（1）C、E装置中的溶液均变浑浊，且D装置中黑色粉末变为红色，说明乙二酸晶体加热生成一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
故答案为：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
（2）乙二酸可以和氢氧化钙发生反应，所以防止对检验分解产物CO₂的干扰，要除去生成物中带出的乙二酸蒸汽，一氧化碳在还原氧化铜之前要将气体干燥，一氧化碳有毒，所以要进行尾气处理，
故答案为：除去生成物中带出的乙二酸蒸汽，防止对检验分解产物CO₂的干扰；在C与D之间再装配一个盛浓硫酸的洗气瓶（或装有碱石灰的干燥管），将装置E中出来的气体引到酒精灯火焰上让其燃烧（或收集装置E中逸出的尾气）；
（3）B的试管中是乙二酸，加入NaHCO₃溶液，产生大量无色气体应该是二氧化碳，化学反应遵循强酸制弱酸的原理，所以酸性是乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃），故答案为：乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）；
（4）①金属铜和硫酸不反应，但是氧化亚铜可以和硫酸反应生成金属铜和硫酸铜，根据实验现象：溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu₂O，故答案为：红色固体中含有Cu₂O；
②设红色固体中氧化亚铜的物质的量是x，金属铜的物质的量为y，根据质量关系得：144x+64y=6.8，根据电子守恒，得出：2x+2y=

1.12L

22.4L/mol

×（5-2），两式联立解得x=0.025mol，y=0.05mol，所以Cu的质量分数为：

0.05mol×64g/mol

6.8g

×100%=50%，故答案为：50%．

点评：本题是一道实验探究题，考查学生分析和解决问题的能力，注意平时只是的积累是解题的关键，综合性较强，难度大．