用H2C2O4?2H2O滴加浓H2SO4制备CO.通入灼热的铁氧化粉末中.做炼铁实验．但此法制备的CO中含有其他气体.必须除去．现有下列装置:根据题目要求.回答下列问题:(1)写出H2C2O4?2H2O在浓硫酸催化作用下制备CO的化学方程式．H2C2O4?2H2O浓硫酸△CO↑+CO2↑+3H2OH2C2O4?2H2O浓硫酸△CO↑+CO2↑+3H2O, 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

用H₂C₂O₄?2H₂O滴加浓H₂SO₄制备CO，通入灼热的铁氧化粉末中，做炼铁实验．但此法制备的CO中含有其他气体，必须除去．现有下列装置：

根据题目要求，回答下列问题：
（1）写出H₂C₂O₄?2H₂O在浓硫酸催化作用下制备CO的化学方程式．

H₂C₂O₄?2H₂O

浓硫酸

△

CO↑+CO₂↑+3H₂O

H₂C₂O₄?2H₂O

浓硫酸

△

CO↑+CO₂↑+3H₂O

；
（2）用a～h表示连接顺序，正确顺序为a

deg fcbh

i．
（3）用A～F正确表示下面实验操作的先后顺序：

CADBEF

．
A．点燃甲装置的酒精灯，打开分液漏斗，调节浓硫酸的滴速．
B．点燃乙装置中的酒精灯，加热氧化铁．
C．检查整套装置的气密性．
D．将导管口i处的尾气验纯后，点燃加以处理．
E．待乙装置玻璃管内的Fe₂O₃完全变黑时，熄灭乙装置中的酒精灯．
F．关好甲装置中分液漏斗的开关后，再熄灭该装置中的酒精灯．
（4）空洗气瓶的作用是

防倒吸

，浓硫酸洗气瓶的作用是

干燥CO

．
（5）假设H₂C₂O₄?2H₂O的分解产物以气体形式从a处导出，则该混合气体的平均摩尔质量为

25.2g/mol

．
（6）假设乙中所装为铁氧化物的混合物，可能是FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄的任意组合，现取a克混合物充分反应后，质量减轻了

克，通过计算确定该混合物中三种氧化物的物质的量的关系是：

n（FeO）：n（Fe₂O₃）=1：1，n（Fe₃O₄）≥0；72n（FeO）+160n（Fe₂O₃）+232n（Fe₃O₄）=a

．

分析：（1）草酸晶体在浓硫酸作催化剂、加热的条件下，发生分解反应，根据碳元素的化合价变化可知，除生成一氧化碳外还有二氧化碳生成；
（2）根据原理和各装置的作用连接，得到纯净干燥的一氧化碳应先除去二氧化碳后干燥，除去二氧化碳要防止溶液倒吸；
（3）制备气体要先检验装置的气密性，然后加料制备CO并用CO排尽装置难度空气，CO有毒，污染空气，验纯后，点燃处理，再进行用CO炼铁实验，使用结束，为防止铁被氧化，冷却后，停止通CO；
（4）除去二氧化碳要防止溶液倒吸；进入乙装置的气体应干燥；
（5）根据质量守恒，混合气体的质量等于草酸晶体的质量，结合方程式可知，混合气体的物质的量为草酸晶体的5倍，由摩尔质量定义可得，混合气体的平均摩尔质量为草酸晶体的1/5；
（6）质量减轻

克，为a克铁氧化物的混合物所含氧原子的质量，由此计算混合物中铁原子的质量，再求出混合物中铁原子与氧原子的个数比，据此确定混合物组成及混合物中各组分的物质的量关系．

解答：解：（1））草酸晶体在浓硫酸作催化剂、加热的条件下，发生分解反应，根据碳元素的化合价变化可知，除生成一氧化碳外还有二氧化碳生成，反应方程式为
H₂C₂O₄?2H₂O

浓硫酸

△

CO↑+CO₂↑+3H₂O，
故答案为：H₂C₂O₄?2H₂O

浓硫酸

△

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
（2）得到纯净干燥的一氧化碳应先除去二氧化碳后干燥，除去二氧化碳要防止溶液倒吸，所以装置的连接顺序为a接d；e 接g；f 接c； b 接h，
故答案为：d e g f c b h；
（3）制备气体要先检验装置的气密性，然后加料制备CO并用CO排尽装置难度空气，CO有毒，污染空气，验纯后，点燃处理，再进行用CO炼铁实验，使用结束，为防止铁被氧化，冷却后，停止通CO．所以操作步骤顺序为CADBEF，故答案为：CADBEF；
（4）除去二氧化碳要防止溶液倒吸，进入乙装置的气体应干燥，所以空洗气瓶的作用是防倒吸，浓硫酸洗气瓶的作用是干燥CO，
故答案为：防倒吸；干燥CO；
（5）混合气体的质量等于草酸晶体的质量，混合气体的物质的量为草酸晶体的5倍，由摩尔质量定义可得，混合气体的平均摩尔质量为草酸晶体的1/5，混合气体的摩尔质量为126g/mol×

=25.2g/mol，故答案为：25.2g/mol；
（6）a克铁氧化物的混合物所含铁原子的质量为（a-

）g=

21a

g，
所以混合物中n（Fe）：n（O）=

21a

56g/mol

：

16g/mol

=3：4
由于Fe₃O₄中铁原子与氧原子的个数比为3：4，只要FeO与Fe₂O₃保证混合铁原子与氧原子的个数比为3：4，即可，与Fe₃O₄任意含量无关，
令n（FeO）为x，n（Fe₂O₃）为y，所以有（x+2y）：（x+3y）=3：4，即x：y=1：1，
且满足三者质量之和为ag，即72n（FeO）+160n（Fe₂O₃）+232n（Fe₃O₄）=a
故答案为：n（FeO）：n（Fe₂O₃）=1：1，n（Fe₃O₄）≥0；72n（FeO）+160n（Fe₂O₃）+232n（Fe₃O₄）=a

点评：以实验为载体，综合考查学生化学计算、推断能力和对氧化还原反应、实验原理及装置的理解．

练习册系列答案

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	（VO₂）₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为

．
（2）滤液中含钒的主要成分为

（填化学式）．
（3）该工艺中反应①的化学方程式为

；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度．根据如图判断最佳控制氯化铵系数和温度分别为

、

．
（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为2VO

+H₂C₂O₄+2H⁺═2VOⁿ⁺+2CO₂↑+mH₂O，其中n、m分别为

、

．

课本实验设计得简要明了，但也常存在一些不足，在学习过程中对其进行分析与改进是研究性学习的一个重要课题。

Ⅰ.草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）受热易分解（分解温度为175℃），产生CO和CO₂。关于草酸晶体受热分解及验证部分分解产物的实验装置如图。

（1）写出草酸晶体受热分解的化学方程式：

__________。

（2）设计该装置欲验证的分解产物是。

（3）草酸晶体的某些物理性质如下表：

	分子式	颜色、状态	水溶性	熔点/℃	密度/g·cm^—3
草酸晶体	H₂C₂O₄·2H₂O	无色晶体	易溶于水	101.5	1.650

有同学认为，用该装置进行实验，存在着不合理因素，请分析指出（任答两点）：

①

②

Ⅱ.下图甲是 “铜丝在氯气中燃烧”的演示实验，铜丝在氯气中燃烧的主要现象是。有人对该实验提出了如下改进方案：

①按下图乙所示连接好装置，并检查气密性；

②取下注射器并集满Cl₂；

③点燃酒精灯加热1~2min后，再移开酒精灯。迅速将注射针插入石英玻璃管内，并将Cl₂缓缓推入玻璃管中；

④拔出针头，再用同样方法快速向玻璃管中推入空气。请回答：

（1）步骤③中，移开酒精灯、推入Cl₂时，观察到铜丝继续保持红热状态，由此可判断，该反应为反应（填“放热”或“吸热”）。

（2）步骤④完成后，发现乙试管中的蒸馏水变为蓝绿色。此时缓缓拉动活塞，使少量NaOH溶液吸入乙试管中，看到试管中有色的沉淀产生，该反应的离方程式为。

（3）改进后的实验与课本实验相比较，其优点为

______________。

课本实验设计得简要明了，但也常存在一些不足，在学习过程中对其进行分析与改进是研究性学习的一个重要课题。
Ⅰ.草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）受热易分解（分解温度为175℃），产生CO和CO₂。关于草酸晶体受热分解及验证部分分解产物的实验装置如图。

（1）写出草酸晶体受热分解的化学方程式：
__________。
（2）设计该装置欲验证的分解产物是。
（3）草酸晶体的某些物理性质如下表：

	分子式	颜色、状态	水溶性	熔点/℃	密度/g·cm^—3
草酸晶体	H₂C₂O₄·2H₂O	无色晶体	易溶于水	101.5	1.650

有同学认为，用该装置进行实验，存在着不合理因素，请分析指出（任答两点）：
①
②
Ⅱ.下图甲是 “铜丝在氯气中燃烧”的演示实验，铜丝在氯气中燃烧的主要现象是                             。有人对该实验提出了如下改进方案：
①按下图乙所示连接好装置，并检查气密性；

②取下注射器并集满Cl₂；
③点燃酒精灯加热1~2min后，再移开酒精灯。迅速将注射针插入石英玻璃管内，并将Cl₂缓缓推入玻璃管中；
④拔出针头，再用同样方法快速向玻璃管中推入空气。请回答：
（1）步骤③中，移开酒精灯、推入Cl₂时，观察到铜丝继续保持红热状态，由此可判断，该反应为反应（填“放热”或“吸热”）。

  （2）步骤④完成后，发现乙试管中的蒸馏水变为蓝绿色。此时缓缓拉动活塞，使少量NaOH溶液吸入乙试管中，看到试管中有         色的沉淀产生，该反应的离方程式为                                。
（3）改进后的实验与课本实验相比较，其优点为
                                                       ______________。

随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。工业上回收废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2）中钒的主要流程如下：

已知：（1）V2O5和NH4VO3均为难溶物，VOSO4和(VO2)2SO4均为易溶物。

（2） 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O

回答下列问题：

（1）步骤①前，粉碎的目的是_________________________。

（2）步骤②中发生反应的离子方程式为__________________________。

（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：

VOSO4 (水层)+ 2HA（有机层）VOA2(有机层）+ H2SO4(水层)，则步骤④中可选择硫酸作反萃取的原因是_____________。

（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定操作⑤后溶液中含钒量的步骤为：取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于锥形瓶中，加入指标剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时，消耗待测液的体积为10.0mL，由此可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为_________g/L。

（5）V2O5可用金属(如Ca、Al)热还原法获得钒，则金属铝热还原制得钒的化学方程式为_______________。