题目内容
下面是某化学学习小组的同学进行探究草酸晶体受热分解的产物和利用其产物进行实验的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.
[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:
[提出猜想](1)草酸分解产物中有水;
(2)草酸分解产物中的气体可能是CO、CO2或它们的混合物.
[设计方案]:化学学习小组的同学经过讨论,设计了如下图所示的装置进行“猜想”的实验探究和进行某赤铁矿石经处理后样品的测定.已知:A中装有草酸晶体,B中装有碱石灰,C中装有m g样品(杂质只含有CuO、FeO),D中盛装足量的澄清石灰水.
[讨论与交流]
(1)上图A是用来加热草酸晶体并验证“猜想(1)”的.小华认为该装置错误,正确应是试管口略向下倾斜的,你的判断和理由是______________.
(2)请你设计完成“证明分解产物中有CO2”的实验方案[用简要的实验装置图在方框内表示,要体现所使用仪器和试剂].
(3)证明分解产物中有CO的现象是_______________.
(4)样品在充分还原后,得金属混合物10 g,D中得到20.0 g沉淀.则:
①样品的质量是多少g?;
②通过上述方法制得的金属混合物放置一段时间后,发现表面生锈(铜未生锈),取b g加入1 L 1 mol·L-1的H2SO4溶液中(整个反应过程中无气体产生),完全溶解,最终溶液中c(Fe3+)=0.1 mol·L-1、c(Cu2+)=0.05 mol·L-1,则b的范围是多少(假设反应后溶液的体积为1 L).(写出计算过程)
(5)E装置的作用是_________________.
解析:
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(1)小组设计的A装置正确,因为草酸晶体的熔点低,未分解之前就已熔化并流向试管口,不能完成分解实验. (2)
(3)装置F中澄清石灰水变浑浊 (4)①、赤铁矿石中m(O)=16×20/100=3.2 g m=(10+3.2)g=13.2 g ②19.2 g≤b≤69.6 g 提示:设bg合金片中含x mol Fe,y mol Fe2O3,z mol Cu,
得0≤x≤0.7/3,0.1≤y≤1/3,z=0.05 mol 19.2 g≤a≤69.6 g (5)收集CO,防止CO污染空气 |
【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 |
草酸晶体 | 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〕。
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(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。
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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。_____________________________________________________________________。
【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〕。
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(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。
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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______________________________
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【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。
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