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 。
(1)H2C2O4· ·2H2O 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。