Question

【題目】在濃硫酸的催化作用下，固體草酸(H2C2O4)受熱分解生成碳的氧化物和水。某化學課外興趣小組對生成物中碳的氧化物種類進行了如下實驗探究：

【提出問題】 生成物中有哪幾種碳的氧化物？

【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有________	含有CO和CO2

【設計實驗】 基于猜想3，依據CO和CO2的性質，興趣小組同學設計了如下實驗：

【實驗探究】

(1) 觀察到________(填序號)裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO2氣體生成。

(2) 有兩種實驗現象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：

① C裝置中澄清石灰水不變渾濁，F裝置中___________________________；

② E裝置中出現_____________________________________的現象。

【實驗結論】 通過實驗探究證明：猜想3成立。

草酸分解的化學方程式是____________________________________________。

【問題討論】

(1) B裝置的作用是________________________；D裝置的作用是__________________。

(2) 裝置末端酒精燈的作用是________________________________。

(3)對裝置E中玻璃管內的產物成分探究

【查閱資料】

Ⅰ. 一氧化碳還原氧化銅。除生成銅外還可能生成氧化亞銅(Cu2O)；

Ⅱ. Cu2O為不溶于水的紅色固體；

Ⅲ. Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。

【提出問題】 紅色固體含有什么物質？

【猜想假設】

假設一：紅色固體只含Cu。

假設二：紅色固體只含Cu2O。

假設三：________________________。

【實驗驗證】 該小組為驗證上述假設，取少量紅色固體，加到足量稀硫酸中，觀察到溶液變為藍色，紅色固體部分溶解。

【實驗結論】 根據上述實驗結果，可知紅色固體中一定含有________。

【數據處理】 為進一步確定紅色固體的成分，甲、乙兩同學分別稱取各自實驗后的一定質量的紅色固體，加到足量稀硫酸中使其充分反應，經過濾、洗滌、干燥后，稱量剩余紅色固體質量如表，請完善表中內容。

實驗 人員	紅色 固體/g	剩余紅色 固體/g	實驗結論
甲	7.2	3.2	① __________________
乙	4.08	2.48	② __________________

Answer 1

【答案】 CO2 A 石灰水變渾濁 黑色粉末變紅 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 吸收二氧化碳 吸收水分 點燃CO，防止對空氣的污染 紅色固體含Cu和Cu2O Cu2O 紅色固體只含Cu2O （或假設二成立） 紅色固體含Cu和Cu2O（或假設三成立）

【解析】【猜想】碳的氧化物可能是一氧化碳，也可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳；【設計實驗】（1）二氧化碳遇澄清石灰水，可使石灰水變渾濁，所以A裝置中的澄清石灰水變渾濁，能夠證明有CO2氣體；（2）一氧化碳有還原性，能和氧化銅反應生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以①C裝置中澄清石灰水不變渾濁，F裝置中澄清石灰水變渾濁，E裝置中黑色粉末變成紅色；【實驗結論】根據猜想3成立可知，生成物中有一氧化碳、二氧化碳、水，所以化學反應式是：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；【問題討論】（1）澄清石灰水可以檢驗二氧化碳氣體的存在，所以B裝置的作用是檢驗二氧化碳是否被完全吸收；濃硫酸可以吸收水分，所以D裝置的作用是吸收水分；（2）為防止一氧化碳污染空氣，裝置末端酒精燈可以點燃尾氣CO；(3) 【猜想假設】一氧化碳還原氧化銅，除生成銅外還可能生成氧化亞銅（Cu2O），可能只有一種物質，也可能是假設三：紅色固體含有Cu2O和Cu；【實驗結論】取少量紅色固體，加到足量稀硫酸中，觀察到溶液變為藍色，紅色固體部分溶解，所以紅色固體中一定含有Cu2O和Cu；【數據處理】設參加反應的氧化亞銅質量為，

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O 固體減少

144 80

x 4g

=7.2g

所以紅色固體全部是氧化亞銅，假設二成立；設參加反應的氧化亞銅質量為

Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O 固體減少

144 80

1.6g

=2.88g

所以紅色固體中含有氧化亞銅質量是2.88g、銅的質量是1.2g，假設三成立。