题目内容
3．
某同学以甘蔗渣为原料用水解一氧化一水解循环进行制取草酸并探究测定草酸晶体（H2C2O4•xH2O）的某些性质．通过查阅资料可知：草酸易溶于水，是一种重要的化工原料，广泛用于药物生产、高分子合成等工业，草酸晶体受热到100℃时失去结晶水，成为无水草酸．157℃时大量升华，并开始分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体；草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊．
请根据以上信息回答下列问题：
（1）图示①②的氧化一水解过程是在上图1的装置中进行的，指出装置B的名称球形冷凝管．
（2）图示①②的氧化一水解过程中，在硝酸用量、反应的时间等条件均相同的情况下，改变反应温度以考察反应温度对草酸收集率的影响，结果如图2所示，请选择最佳的反应温度为70℃．
（3）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置（草酸晶体分解装置略，连接导管略去）．
请回答下列问题：
①装置的连接顺序为：A→C→D→E→B→D；
②实验时，在点燃B处酒精灯之前，应进行的操作是收集D处气体，置于酒精灯火焰部，若发出“噗”的声音，再点燃酒精灯（或收集D处气体，检验CO的纯度）．
③整套装置存在不合理之处为没有一氧化碳尾气处理装置．
（4）草酸亚铁在工业中有重要作用，草酸可以制备草酸亚铁，步骤如下：
称取FeSO4•7H2O固体于小烧杯中，加入水和少量稀H2SO4溶液酸化，加热溶解．向此溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，将混合溶液加热至沸，不断搅拌，以免暴沸，待有黄色沉淀析出并沉淀后，静置．倾出上易溶于水且清液，再加入少量水，并加热，过滤，充分洗涤沉淀，过滤，用丙酮洗涤固体两次晾干．（丙酮易溶于水且易挥发）
①生成的草酸亚铁需充分洗涤沉淀，检验是否洗涤完全的方法是取最后一次洗涤液1～2mL置于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净．
②用丙酮洗涤固体两次的目的是降低草酸亚铁的溶解量，同时更快洗去表面的水分．
分析 （1）根据仪器的结构特点判断，B为球形冷凝管，硝酸易挥发，冷凝回流硝酸；
（2）根据温度与醋酸的收率最高判断最佳反应温度；
（3）①猜想其产物为CO、CO2和H2O，草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解．草酸钙不溶于水、草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊、草酸蒸气在低温下可冷凝为固体，分析可知先冷凝挥发出的草酸，再检验水蒸气的生成，检验二氧化碳的生成，并除去二氧化碳，再通过灼热的氧化铜检验一氧化碳气体的存在，利用反应后生成的二氧化碳通入澄清石灰水变浑浊证明一氧化碳的存在；
②CO是可燃性气体，与空气混合加热或点燃会发生爆炸；
③CO有毒，污染空气，需要尾气处理装置；
（4）①判断沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤的滤液，检测滤液中是否存在未洗涤干净的杂质，本题中草酸亚铁的制备是用FeSO4•7H2O固体于小烧杯中加入水和少量稀H2SO4溶液酸化，加热溶解，因而沉淀表面可能会有稀H2SO4杂质，因而应该检验最后一次洗涤滤液中是否含有SO42-，即该题便转化成SO42-的检验；
②用丙酮洗涤两次并晾干，丙酮易挥发，草酸亚铁不溶于丙酮，有利于干燥，减少损失．
解答 解：（1）甘蔗渣用稀硫酸浸泡，水解得到葡萄糖，再加入稀硝酸进行氧化得到草酸，在A三颈烧瓶中发生反应；B为球形冷凝管，硝酸易挥发，冷凝回流硝酸，
故答案为：球形冷凝管；
（2）根据图3可知，在温度为70℃时，醋酸的收集率最高，所以选择的最佳反应温度是70℃；
故答案为：70℃；
（3）①猜想其产物为CO、CO2和H2O，草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解，草酸钙不溶于水、草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊、草酸蒸气在低温下可冷凝为固体，分析可知先冷凝挥发出的草酸，再检验水蒸气的生成，检验二氧化碳的生成，并除去二氧化碳，再通过灼热的氧化铜检验一氧化碳气体的存在，利用反应后生成的二氧化碳通入澄清石灰水变浑浊证明一氧化碳的存在；装置连接顺序为：A→C→D→E→B→D；
故答案为：C；E；
②CO是可燃性气体，与空气混合加热或点燃会发生爆炸，所以需要C装置中充满CO后再点燃酒精灯加热，所以实验时，在点燃B处酒精灯之前，应进行的操作是：收集D处气体，置于酒精灯火焰部，若发出“噗”的声音，再点燃酒精灯（或收集D处气体，检验CO的纯度），
故答案为：收集D处气体，置于酒精灯火焰部，若发出“噗”的声音，再点燃酒精灯（或收集D处气体，检验CO的纯度）；
③CO有毒，污染空气，不能直接排空，所以要有尾气处理装置；
故答案为：没有一氧化碳尾气处理装置；
（4）①本题中草酸亚铁的制备是用FeSO4•7H2O固体于小烧杯中加入水和少量稀H2SO4溶液酸化，加热溶解，因而沉淀表面可能会有稀H2SO4杂质，因而应该检验最后一次洗涤滤液中是否含有SO42-，具体操作为：取最后一次的洗涤滤液1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；
故答案为：取最后一次洗涤液1～2mL置于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净；
②丙酮易挥发，草酸亚铁不溶于丙酮，降低草酸亚铁的溶解量，同时更快洗去表面的水分；
故答案为：降低草酸亚铁的溶解量，同时更快洗去表面的水分．
点评 本题考查了制备实验方案设计，涉及化学实验、物质的性质，题目难度中等，注意掌握探究物质性质实验方案设计的方法，明确物质性质及实验操作方法为解答关键，试题有利于提高学生的分析、理解能力及化学实验能力．
| A． | 高温结构陶瓷是新型无机非金属材料 | |
| B． | 钢是用量最大、用途最广的合金，分为碳素钢和合金钢 | |
| C． | 硅芯片是各种计算机、微电子产品的核心材料 | |
| D． | 单晶硅常用于制造光导纤维 |
（1）自然界中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后转化为硫酸铜溶液，并向溶部渗透，遇到深层的闪锌矿（ZnS）和方铅矿（PbS），慢慢地转变为铜蓝（CuS）．
①硫化铜与氧气在淋滤作用下生成硫酸铜，该过程的化学方程式为CuS+2O2 $\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CuSO4．
②渗透到地下深层的硫酸铜溶液遇到闪锌矿发生反应的离子方程式为Cu2+（aq）+ZnS（s）=CuS（s）+Zn2+（aq）；请简要说明该反应能发生的原因：在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物．
（2）工业上利用辉铜矿（主要成分是Cu2S）冶炼铜，为了测定辉铜矿样品的纯度，可将样品与过量的酸性高锰酸钾溶液反应，该反应的离子方程式为Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O．
（3）工业上可用多种方法制备硫酸晶体．如图是利用废铜屑（含杂质铁）制备胆矾（硫酸铜晶体）的流程图．
已知：
| 溶液中被沉淀离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ |
| 完全生成氢氧化物沉淀时，溶液的pH | ≥3.7 | ≥6.4 | ≥4.4 |
①溶液B中含有的阳离子有Fe2+、Fe3+、H +、Cu2（填离子符号），氧化剂X宜选用的物质是H2O2（填化学式）；
②加入试剂Y是为了调节pH，试剂Y可以选择的是CuO或CuCO3或Cu（OH）2；
③操作Z的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等．
④将废铜屑投入到废酸（含硝酸、硫酸）中可以制备硫酸铜晶体，若某100mL废酸混合液中，c（HNO3）=2mol•L-1、c（H2SO4）=4mol•L-1（不含其他酸或氧化剂），则该废酸理论上最多能制备硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）的质量为75g．
⑤现有一块含有铜绿的铜片（假设不含其他杂质）在空气中灼烧可生成氧化铜等物质，经测定，反应前后固体的质量相同，则该铜片中铜的生锈率为34%[已知：金属生锈率=（已生锈的金属质量/金属的总质量）×100%]．
| A． |  铁钉易被腐蚀 | |
| B． |  滴加少量KSCN溶液，溶液变为血红色 | |
| C． |  燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 | |
| D． |  用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极 |
| A． | 一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子大小决定． | |
| B． | 气体摩尔体积是指1摩尔任何气体所占的体积约为22.4L． | |
| C． | 不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数也不同 | |
| D． | 一定温度和压强下，各种气态物质体积的大小，由构成气体的分子数决定 |
