题目内容

(14分)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(水除外),他们设计的实验装置如下图所示:

    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:                                          

(2)装置B的作用是            ;指出上述装置中的不足之处:                      

(3)实验结束后向装置B的试管中加入少量酸性高锰酸钾溶液,可以观察到的实验现象是溶液由褪色,反应的离子方程式为                                 

(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                

②取该红色固体与足量的稀硝酸反应,写出反应的化学方程式                     

 

【答案】

(1)H2C2O4· ·2H2 CO↑+CO2↑+3H2O (2分)

(2)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(2分); 无尾气处理装置(2分)

(3)6H+ + 5H2C2O4+2Cr2O72- =2Mn2++10CO2 ↑+ 8H2O (2分)

(4)①红色固体中含有Cu2O(2分)    ② 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O (2分)

3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2O(2分)

【解析】(1)C、E装置中的溶液均变浑浊,说明反应中都有CO2生成;D装置中黑色粉末变为红色,说明有还原性的气体产生。根据反应中产生了CO2,说明该还原性气体是CO,所以A中发生反应的化学方程式H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑+3H2O。

(2)由于乙二酸易挥发,所以B装置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;CO有毒,所以应该有尾气处理装置。

(3)装置B中含有挥发出的乙二酸,而乙二酸能把首先高锰酸钾溶液氧化,反应的方程

式为6H+ + 5H2C2O4+2Cr2O72- =2Mn2++10CO2 ↑+ 8H2O。

(4)①试管底部仍有红色固体,说明反应中有氧化亚铜生成。

②由于固体含有氧化亚铜和铜,所以和硝酸反应的方程式为

3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O、3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2O。

 

练习册系列答案
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(14分)  某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

   (1)提出假设  ①该反应的气体产物是CO2

②该反应的气体产物是CO。

③该反应的气体产物是              

   (3)设计方案  如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

(3)查阅资料

氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2

饱和溶液混合加热反应制得氮气。

请写出该反应的离子方程式:                                      

  (4)实验步骤

     ①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;

②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;

③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;

④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;

     ⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。

步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为                             

(5)数据处理

试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:

                                    

(6)实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。

     ①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是                  

     ②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:     

 

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