Question

20．某化学兴趣小组学习一氧化碳后，对如何制取一氧化碳产生了浓厚兴趣，他们进行了如下的探究活动，请你参与完成探究实验．
【查阅资料】
（1）实验室通常是利用草酸（化学式为H₂C₂O₄）分解来制取一氧化碳的；
（2）草酸是一种无色透明状晶体或粉末，在189.5℃或遇浓硫酸分解．
【提出问题】草酸在浓硫酸催化下能生成哪些物质？
【提出猜想】猜想1：草酸分解产物为CO₂、CO；
猜想2：草酸分解产物为CO₂、H₂O；
猜想3：草酸分解产物为CO、H₂O；
猜想4：草酸分解产物为CO₂、CO、H₂O
…
小组同学经过一番讨论和推理后，认为只有猜想4能成立．
【实验验证】小组同学选用如图所示装置（装置可重复利用）验证猜想4（草酸分解装置省略）

（1）该小组所选用的装置有一明显缺陷是缺少尾气处理装置．
（2）选择装置A（或C或BA）可证明CO₂（或H₂O或CO）的存在，反应的化学方程式为Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（或CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O或CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂）．
（3）小丽认为用B装置就可证明CO的存在，她依据的现象是黑色粉末变为亮红色；小刚认为她的做法不够严谨，应结合A装置进行CO的验证．你认为小刚的质疑理由可能是：草酸分解有可能生成H₂，H₂也会使黑色粉末变为亮红色．
（4）请用箭头按顺序连接验证猜想4的整套实验装置（假设每步反应完全）（可根据需要添加装置）草酸分解产生的气体→C→A→C→B→C→A→尾气处理．
【实验结论】实验证明猜想4正确，请写出草酸在浓硫酸催化下分解的化学方程式H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）分析尾气中含有有毒的一氧化碳气体；
（2）根据物质的检验方法来分析；
（3）根据氧化铜被还原的现象来分析；
（4）根据水、一氧化碳、二氧化碳的性质进行验证；
【实验结论】根据实验现象结合质量守恒定律来写出化学反应式即可．

解答 解：（1）在实验过程中，一氧化碳没有完全参与反应，所以尾气中含有一氧化碳，直接排放到空气中会造成空气污染，故填：缺少尾气处理装置；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，水蒸气能使无水硫酸铜变蓝色；一氧化碳在加热的条件下能将氧化铜还原为铜，同时生成二氧化碳；故填：A（或C或BA）；CO₂（或H₂O或CO）；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（或CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O或CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂）；
（3）在加热的条件下，一氧化碳能将黑色的氧化铜还原为红色的铜，但是能将氧化铜还原的气体还有氢气等；故填：黑色粉末变为亮红色；草酸分解有可能生成H₂，H₂也会使黑色粉末变为亮红色；
（4）让草酸分解生成的三种氧化物先通过C，无水硫酸铜变蓝能证明有水的存在，再通过A，石灰水变浑浊说明有二氧化碳，通过C除去水，然后通过B，黑色粉末变为红色说明有一氧化碳，检验是否有水通过C，最后通过A，除去在B中产生的二氧化碳．故答案为：C→A→C→B→C→A→尾气处理；
【实验结论】据上述分析结合物质的性质可以知道，草酸分解产生了二氧化碳、一氧化碳和水，该反应的化学方程式为：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．故填：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO₂↑+CO↑+H₂O．

点评 本考点考查了气体的检验、质量守恒定律和化学方程式的书写等，知识点比较多，综合性比较强．有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；本考点主要出现在实验题中．