Question

5．草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，易溶于水，熔点为101℃（失水后能升华），170℃以上分解．其钠、钾、铵盐均易溶于水，而钙盐难溶于水．某实验探究小组对草酸晶体进行加热，并验证其分解产物．

（1）加热草酸晶体最适宜选用c（填装置编号）（图1），不选其它装置的原因是：草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a；当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂，故b不用．
（2）若将产生的气体直接通入澄清石灰水来检验分解产物中是否含CO₂，请你评价正确与否并作简要的解释不正确，草酸受热升华，草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀．
（3）用下列装置（图2）检验草酸的分解产物H₂O（g）、CO₂和CO．将这种混合气体依次通过d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi（填下列装置中接口的字母，可重复使用）．
（4）能否依据Fe₂O₃质量的减轻来计算分解产生CO的量？不能，其原因是：生成的CO没有完全与Fe₂O₃反应．
（5）有同学设计下列装置来证明Fe₂O₃反应后的固体中含有单质铁，你认为可行吗？可行，其原因是：Fe₂O₃反应后的固体中，只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体；图3中安全漏斗的作用是加盐酸时弯管处存有液体，防止产生的气体从漏斗中逸出．
（6）设计实验证明草酸是弱酸：常温下测定已知浓度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），常温下测定已知浓度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），则H₂CO₄为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质，测定草酸钠溶液的PH，如大于7，则为弱酸．

Answer 1

分析 （1）草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a装置；b装置中，当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂；c装置中试管下端是弯管加热生成的水不会发生倒流；
（2）草酸蒸气进入澄清石灰水也会发生反应生成草酸钙白色沉淀；
（3）用下列装置（图2）检验草酸的分解产物H₂O（g）、CO₂和CO，先通过干燥管检验生成的水，通过澄清石灰水检验二氧化碳气体的存在，通过氢氧化钠溶液除去气体中的二氧化碳气体，通过碱石灰吸收水蒸气得到干燥的一氧化碳，通过玻璃管中的氧化铁发生反应检验一氧化碳的存在，通过澄清石灰水检验生成的二氧化碳存在，证明含一氧化碳气体，最后剩余一氧化碳气体点燃燃烧处理；
（4）一氧化碳通过玻璃管发生的反应不能使生成的一氧化碳完全反应；
（5）氧化铁发生反应后只有生成的铁和盐酸发生反应生成氢气；安全漏斗的作用是防止生成的气体从漏斗中逸出；
（6）证明草酸是弱酸需要证明水溶液中存在电离平衡，溶液中存在电离平衡，可以测定一定难度的溶液的PH判断；

解答 解：（1）分析装置可知，草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a装置；b装置中，当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂；c装置中试管下端是弯管加热生成的水不会发生倒流，
故答案为：c；草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a；当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂，故b不用；
（2）若将产生的气体直接通入澄清石灰水，草酸受热升华，草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀，不能检验分解产物中是否含CO₂，
故答案为：不正确，草酸受热升华，草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀；
（3）检验草酸的分解产物H₂O（g）、CO₂和CO，先通过干燥管检验生成的水，通过澄清石灰水检验二氧化碳气体的存在，通过氢氧化钠溶液除去气体中的二氧化碳气体，通过碱石灰吸收水蒸气得到干燥的一氧化碳，通过玻璃管中的氧化铁发生反应检验一氧化碳的存在，通过澄清石灰水检验生成的二氧化碳存在，证明含一氧化碳气体，最后剩余一氧化碳气体点燃燃烧处理，装置接口连接顺序为：d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi，
故答案为：d、ca、bf、ek、jg（或h）、h（或g）a、bi；
（4）Fe₂O₃质量的减轻能计算发生反应的CO的量，一氧化碳通过玻璃管发生的反应不能使生成的一氧化碳完全反应，生成的CO没有完全与Fe₂O₃反应，
故答案为：不能，生成的CO没有完全与Fe₂O₃反应；
（5）图3装置来证明Fe₂O₃反应后的固体中含有单质铁，混合物中只有生成的铁和盐酸反应生成氢气，所以可以利用装置进行证明，依据是否有气体生成可以判断反应生成的产物中含有铁，
故答案为：可行，Fe₂O₃反应后的固体中，只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体；加盐酸时弯管处存有液体，防止产生的气体从漏斗中逸出；
（6）常温下测定已知浓度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），说明草酸中氢离子不能完全电离，溶液中存在电离平衡，则H₂CO₄为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质，测定草酸钠溶液的PH，如大于7，则为弱酸，
故答案为：常温下测定已知浓度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），常温下测定已知浓度c（H₂CO₄）溶液的pH，若溶液pH＞-lgc（H₂CO₄），则H₂CO₄为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质，测定草酸钠溶液的PH，如大于7，则为弱酸；

点评 本题考查了物质存在的探究实验方法、物质检验的实验设计、实验基本操作的理解应用，注意装置和试剂的应用判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．