Question

下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。

【研究课题】 探究草酸晶体受热分解的产物

【查阅资料】 该小组同学通过网络查询，获得草酸及草酸晶体的一些相关知识：

名称	分子式	颜色、状态	溶解性	熔点/℃	密度/g·cm-3
草酸	H2C2O4	—	易溶于水	189.5	1.900
	H2C2O4·2H2O	无色晶体	—	101.5	1.650

备注：草酸晶体失去结晶水后，175 ℃以上开始分解。

【提出猜想】(1)_____________________________________________________。

(2)分解产物中的气体可能是CO、CO₂或它们的混合物。

【设计方案】 (1)请设计完成“猜想(1)”的实验方案〔用简要的实验装置图表示，要体现所使用仪器(加热和夹持仪器不必画出)和试剂〕。

(2)化学学习小组的同学继续利用下图所示装置进行“猜想(2)”的实验探究。已知：A、C、F中盛装澄清石灰水，B中盛装浓NaOH溶液，D中装有碱石灰，E中装有CuO。

①证明分解产物中有CO₂的现象是___________________________；证明分解产物中有CO的现象是_________________________________________________________________。

②若未连接装置G，要达到同样的目的，可采取的措施是______________________________

_____________________________________________________________________。

【交流讨论】 小李同学继续查阅相关资料发现：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸强，在受热分解过程中有少量升华；草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。小李通过进一步研究，对实验中CO₂的检验提出质疑。试根据相关信息，指出原设计中存在的问题，并提出实验的改进措施。

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

【提出猜想】 (1)草酸晶体中含有结晶水，受热时会有水生成

【设计方案】(1)

(2)①装置A中澄清石灰水变浑浊   装置C中澄清石灰水不变浑浊，装置E中黑色氧化铜变为红色固体，装置F中澄清石灰水变浑浊

②在装置F出气导管的末端放一个燃着的酒精灯

【交流讨论】 在未洗气的情况下通入石灰水，还可能因草酸蒸气与石灰水反应生成了草酸钙沉淀，对实验有干扰，因而在装置A之前可增加一个装有水的洗气装置，用以溶解草酸

解析：本实验为研究性实验，同时也为开放性实验，提高思维的联系性、顺序性。由于草酸晶体中含有结晶水，所以加热会有水生成，同时分解产物中的气体可能是CO、CO₂或它们的混合物。所以分解仪器见图所示，如果CuSO₄变蓝，证明有水生成。A中是澄清石灰水，如果浑浊，证明有CO₂气体生成，B中盛装浓NaOH溶液是除去CO₂气体，C中澄清石灰水是验证CO₂气体被除尽。D中CaCl₂是干燥剂，那么进入E中的是干燥的气体，如果黑色氧化铜变为红色固体，同时F中澄清石灰水浑浊说明草酸分解有CO气体生成。由于CO是可燃性气体，所以不能排空，那么G是用于收集CO气体，或者采取点燃的方法。

在通入澄清石灰水之前加一个装有水的洗气装置，用以溶解草酸。