Question

16．草酸（H₂C₂O₄）又名乙二酸，是一种有机酸，易溶于水，广泛存在于植物源食品中．草酸不稳定，在浓硫酸的催化作用下，草酸固体受热分解生成碳的氧化物和水．某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：
【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？
【实验猜想】猜想1：只有CO；
猜想2：只有CO₂（填化学式）；
猜想3：含有CO和CO₂．
【设计实验】基于猜想3，根据CO和CO₂的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：

【实验探究】
（1）观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO₂气体生成，请写出A装置中的化学反应方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：
①C装置澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现变浑浊的现象；
②E装置中出现黑色粉末变成红色的现象．
【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时是H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【问题讨论】
（1）B装置的作用是除去二氧化碳；
（2）C装置的作用是检验二氧化碳是否除尽；
（3）该试验装置的设计还有一处明显不足（实验前已排尽装置内的空气），请提出改进措施点燃尾气或者收集尾气（任写一条）．

Answer 1

分析 根据掌握的常见气体的性质和鉴别方法进行综合实验的分析验证，过程中要分析命题人的设计意图，也就是根据设计原理进行分析和评价．

解答 解：【实验猜想】由于猜想1：只有CO和猜想3：含有CO和CO₂；所以猜想2：只有 CO₂；
【实验探究】
（1）观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO₂气体生成，装置中是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，对应的化学反应方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：
①当有一氧化碳时，由于一氧化碳具有还原性而转化为二氧化碳，所以对应的现象为C装置澄清石灰水不变浑浊，F装置中出现 变浑浊的现象；
②当有一氧化碳时，由于一氧化碳具有还原性而夺取氧化铜中的氧元素使氧化铜转化为铜，所以对应的现象为E装置中出现黑色粉末变成红色的现象．
【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立．
草酸分解生成水、一氧化碳和二氧化碳，对应的化学方程式为 H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【问题讨论】
（1）氢氧化钙溶解度小，但是与二氧化碳反应有明显的现象就是生成白色沉淀，所以B装置的作用是检验二氧化碳；
（2）氢氧化钠的溶解度大，利于用来吸收二氧化碳，所以C装置的作用是 吸收二氧化碳；
（3）由于一氧化碳有毒，所以该试验装置的设计还有一处明显不足（实验前已排尽装置内的空气），请提出改进措施 点燃尾气或者收集尾气（任写一条）．
故答案为：
【实验猜想】CO₂；
【实验探究】
（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）
①变浑浊；
②黑色粉末变成红色．
【实验结论】H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
【问题讨论】
（1）除去二氧化碳；
（2）检验二氧化碳是否除尽；
（3）点燃尾气或者收集尾气．

点评 熟悉常见气体的制备原理以及对应的化学方程式，对应的制取与收集装置等，实验中的注意事项要注意意义对应．