题目内容
下面是某学习小组的同学进行研究性学习的过程．
【研究课题】：探究草酸晶体受热分解的产物．
【查阅资料】：该小组同学通过查询，获得草酸及草酸晶体的相关知识：
备注：草酸晶体175℃以上开始分解．
【提出猜想】：请根据草酸晶体的组成对分解可能生成的产物进行猜想．
（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为验证“猜想（1）”，宜选择如图1中的 装置（填字母代号）：
②该小组利用如图2装置继续进行“猜想（2）”的探究．A、D、G中盛澄清石灰水，B中盛浓硫酸，C中盛浓NaOH溶液，E中装碱石灰（CaO、NaOH固体混合物），F中装CuO粉末．
a．证明草酸晶体分解产物中有CO2的现象： ；证明分解产物中有CO的现象： ．
b．若未连接H，要达到同样目的，可采取的措施： ．
【交流讨论】：小李同学查阅资料发现：草酸是二元弱酸，但比碳酸强，受热分解时有少量升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，因此对实验中CO2的检验提出质疑，试根据信息，指出原设计的存在的问题，并提出改进措施 ．
【拓展提升】：若将草酸晶体完全分解产生的气体全部通入上述装置中，测得A中产生的沉淀为mg，C中增重ng，D中不变混浊，H中收集的气体体积为VmL（标况），则F中固体质量减少了 g．
【研究课题】：探究草酸晶体受热分解的产物．
【查阅资料】：该小组同学通过查询，获得草酸及草酸晶体的相关知识：
| 名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点（℃） | 密度（g/cm3） |
| 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 |
【提出猜想】：请根据草酸晶体的组成对分解可能生成的产物进行猜想．
（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为验证“猜想（1）”，宜选择如图1中的
②该小组利用如图2装置继续进行“猜想（2）”的探究．A、D、G中盛澄清石灰水，B中盛浓硫酸，C中盛浓NaOH溶液，E中装碱石灰（CaO、NaOH固体混合物），F中装CuO粉末．
a．证明草酸晶体分解产物中有CO2的现象：
b．若未连接H，要达到同样目的，可采取的措施：
【交流讨论】：小李同学查阅资料发现：草酸是二元弱酸，但比碳酸强，受热分解时有少量升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，因此对实验中CO2的检验提出质疑，试根据信息，指出原设计的存在的问题，并提出改进措施
【拓展提升】：若将草酸晶体完全分解产生的气体全部通入上述装置中，测得A中产生的沉淀为mg，C中增重ng，D中不变混浊，H中收集的气体体积为VmL（标况），则F中固体质量减少了
考点：性质实验方案的设计
专题：实验探究和数据处理题
分析：【提出猜想】（1）根据草酸中含有的元素分析；
【设计方案】①根据固体加热操作分析；
②a．用澄清石灰水检验二氧化碳；CO还原CuO生成二氧化碳和Cu；
b．H装置作用是尾气处理；
【交流讨论】草酸受热能升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除去气体混合物中草酸蒸汽；醋酸易溶于水；
【拓展提升】H2C2O4
CO2+CO↑+H2O，二氧化碳与一氧化碳的物质的量相同，根据数据求出二氧化碳的总物质的量，则与CuO反应的CO加上剩余的CO的物质的量，就等于二氧化碳的物质的量．
【设计方案】①根据固体加热操作分析；
②a．用澄清石灰水检验二氧化碳；CO还原CuO生成二氧化碳和Cu；
b．H装置作用是尾气处理；
【交流讨论】草酸受热能升华，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除去气体混合物中草酸蒸汽；醋酸易溶于水；
【拓展提升】H2C2O4
| ||
解答：
解：【提出猜想】（1）草酸中含有的元素有H、C、O，则草酸分解产物可能为CO、H2，故答案为：分解产物为CO、H2；
【设计方案】①固体加热时试管口要向下倾斜，防止生成的水蒸气在试管口冷却回流到试管底，使试管炸裂，所以选择装置A，故答案为：A；
②a．用澄清石灰水检验二氧化碳，则A中盛澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中有CO2；检验CO时，要先把混合气体中的二氧化碳除去，D中澄清石灰水不变浑浊，说明前面的二氧化碳已经被除尽，CO还原CuO生成二氧化碳和Cu，则黑色氧化铜变红色，生成的二氧化碳进入G中澄清石灰水变浑浊；
故答案为：A中盛澄清石灰水变浑浊；D中澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊，F黑色氧化铜变红色；
b．H装置作用是处理尾气，尾气中含有CO，可以用酒精灯点燃的方法处理，则需要在F导气管出气口处放一个燃着的酒精灯；
故答案为：在F出气导管末端放一个燃着的酒精灯；
【交流讨论】草酸受热能升华，挥发的草酸蒸汽进入澄清石灰水生成的草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除去气体混合物中草酸蒸汽，以防止干扰二氧化碳的检验；醋酸易溶于水，可以在A前面加一个装有水的洗气瓶，来吸收混合气体中的草酸蒸汽；
故答案为：未洗气就直接通入A时，草酸蒸汽与石灰石生成沉淀会干扰验证结果；应该在A前面加一个装有水的洗气瓶；
【拓展提升】H2C2O4
CO2+CO↑+H2O，则n（CO2）=n（CO），已知测得A中产生的沉淀为mg，则n（CaCO3）=
，C中增重ng为二氧化碳的质量，由C原子守恒得：
n（CO2）=
+
，H中收集的气体CO的体积为VmL（标况），则n=
，则与CuO反应的CO的物质的量为n（CO）=
+
-
，由CO+CuO
Cu+CO2可知，F中固体质量减少为氧元素的质量，其物质的量与CO相等，则m（O）=（
+
-
）×16g，
故答案为：（
+
-
）×16．
【设计方案】①固体加热时试管口要向下倾斜，防止生成的水蒸气在试管口冷却回流到试管底，使试管炸裂，所以选择装置A，故答案为：A；
②a．用澄清石灰水检验二氧化碳，则A中盛澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中有CO2；检验CO时，要先把混合气体中的二氧化碳除去，D中澄清石灰水不变浑浊，说明前面的二氧化碳已经被除尽，CO还原CuO生成二氧化碳和Cu，则黑色氧化铜变红色，生成的二氧化碳进入G中澄清石灰水变浑浊；
故答案为：A中盛澄清石灰水变浑浊；D中澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊，F黑色氧化铜变红色；
b．H装置作用是处理尾气，尾气中含有CO，可以用酒精灯点燃的方法处理，则需要在F导气管出气口处放一个燃着的酒精灯；
故答案为：在F出气导管末端放一个燃着的酒精灯；
【交流讨论】草酸受热能升华，挥发的草酸蒸汽进入澄清石灰水生成的草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，所以要先除去气体混合物中草酸蒸汽，以防止干扰二氧化碳的检验；醋酸易溶于水，可以在A前面加一个装有水的洗气瓶，来吸收混合气体中的草酸蒸汽；
故答案为：未洗气就直接通入A时，草酸蒸汽与石灰石生成沉淀会干扰验证结果；应该在A前面加一个装有水的洗气瓶；
【拓展提升】H2C2O4
| ||
| m |
| 100 |
n（CO2）=
| m |
| 100 |
| n |
| 44 |
| V |
| 224000 |
| m |
| 100 |
| n |
| 44 |
| V |
| 224000 |
| ||
| m |
| 100 |
| n |
| 44 |
| V |
| 224000 |
故答案为：（
| m |
| 100 |
| n |
| 44 |
| V |
| 224000 |
点评：本题考查了物质检验实验方案设计，侧重于实验原理、装置、物质检验等内容的考查，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和数据处理能力．
练习册系列答案
相关题目
若溶液中由水电离产生的c（OH-）=1×10-14 mol/L，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）
| A、K+、NH4+、SO42-、NO3- |
| B、Ca2+、Al3+、HCO3-、Cl- |
| C、MnO4-、K+、SO42-、Na+ |
| D、Na+、Fe2+、NO3-、SCN- |
工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．如图为离子交换膜法电解原理示意图：
某学生做了一系列有关氯元素单质及其化合物的实验．
洗涤做过银镜反应的试管，最好选用下列试剂中的（ ）
| A、浓氨水 | B、盐酸溶液 |
| C、稀硝酸溶液 | D、烧碱溶液 |