题目内容

5．在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水．某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究．
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分．
【猜想】
猜想1猜想2猜想3
只有CO只有CO2CO和CO2都有
【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如图实验装置：

【实验探究】
（1）实验过程中观察到A装置（填字母）中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解时有CO2气体产生，A中发生的化学方程式为CO2+Ca（OH）2═CaCO3+H2O
（2）实验过程中还观察到以下实验现象：①C装置中澄清石灰水不变浑浊；②E装置中黑色粉末变成红色；③F装置中澄清石灰水变浑浊，证明有CO气体．
【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立．草酸分解的化学方程式是H2C2O4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO2↑+CO↑+H2O．
【问题讨论】
（1）C装置的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收
（2）装置末端酒精灯的作用是处理尾气CO，防止污染空气．
【计算】兴趣小组的四位男同学对学校角落的一堆石灰石产生了兴趣，他们想知道其中含碳酸钙的质量分数，于是他们取来了一些石灰石，并取稀盐酸200g，平均分成4份，每人进行了一次实验，结果如下：
实验1234
加入样品的质量/g5101520
生成CO2的质量/g1.543.084.4m
①m的数值是4.4．
②请你协助他们计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数？（写出完整的计算过程）

分析 【猜想】根据猜想1和3分析；
【实验探究】（1）A装置中的澄清石灰水变浑浊，能够证明有CO2气体；
（2）最后有二氧化碳生成，说明有CO存在；
【实验结论】根据猜想3成立可知，反应物、反应条件、生成物然后写出化学反应式即可；
【问题讨论】（1）二氧化碳可以检验二氧化碳气体的存在；浓硫酸可以吸收水分；
（2）装置末端酒精灯可以处理尾气CO．
【计算】碳酸钙的质量分数可根据第1次或第2次实验中二氧化碳的质量求出．根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，即可求出参加反应的CaCO3的质量，然后再根据质量分数公式进行计算即可

解答 解：【猜想】根据猜想1和3可知，猜想2是只有CO2；
故答案为：CO2．
【实验探究】（1）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水变浑浊，所以A装置中的澄清石灰水变浑浊，能够证明有CO2气体；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3+H2O
故答案为：A．CO2+Ca（OH）2═CaCO3+H2O；
（2）C装置中澄清石灰水不变浑浊，说明原有的二氧化碳已经被完全吸收；E装置中黑色粉末变成红色，说明氧化铜被还原；F中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明还原气是CO．
故答案为：黑色粉末变成红色；澄清石灰水变浑浊．
【实验结论】根据猜想3成立可知，生成物中有一氧化碳、二氧化碳、水，所以化学反应式是：H2C2O4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO2↑+CO↑+H2O．
故答案为：H2C2O4$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$CO2↑+CO↑+H2O．
【问题讨论】（1）澄清石灰水可以检验二氧化碳气体的存在，所以C装置的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收；浓硫酸可以吸收水分，所以D装置的作用是吸收水分；
故答案为：检验二氧化碳是否被完全吸收；
（2）为防止一氧化碳污染空气，装置末端酒精灯可以点燃尾气CO，防止污染空气．
故答案为：处理尾气CO，防止污染空气．
【计算】①因为第3次反应已是完全反应，不再有气体产生，故第四次反应生成的气体质量的第三次的一样多，即m=4.4．
②设第1次实验中样品中的碳酸钙的质量为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                   44
x                    1.54g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{1.54g}$
解之得：x=3.5g，
石灰石中碳酸钙的质量分数为：$\frac{3.5g}{5g}$×100%=70%．
答：石灰石中碳酸钙的质量分数为70%．
故答案为：①4.4；②70%．

点评 此题是检验一氧化碳和二氧化碳的存在，就要我们熟悉一氧化碳和二氧化碳的性质特点．

练习册系列答案
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