Question

【題目】草酸晶體（H2C2O42H2O）無色，易溶于水，熔點為101℃（失水后能升華），170℃以上分解。其鈉、鉀、銨鹽均易溶于水，而鈣鹽難溶于水。某實驗探究小組對草酸晶體進行加熱，并驗證其分解產物。

（1）加熱草酸晶體最適宜選用下圖中的_______(填裝置編號),不選其它裝置的原因是 _________。

（2）若將產生的氣體直接通入澄清石灰水來檢驗分解產物中是否含CO2，請你評價正確與否并作簡要的解釋___________。

（3）用下圖裝置檢驗草酸的分解產物H2O（g）、CO2和CO．將這種混合氣體依次通過___________（填裝置中接口的字母，可重復使用）。

（4）能否依據硬質玻璃管Fe2O3質量的減輕來計算分解產生CO的量？_____。假設硬質玻璃管中所裝為鐵氧化物的混合物,可能是FeO、Fe2O3、Fe3O4的任意組合,現取ag混合物充分反應后,質量減輕了8a/29克,通過計算確定該混合物中三種氧化物的物質的量的關系為____。

（5）為測定樣品中草酸晶體的質量分數，設計如下方案：稱取一定量樣品，用上述裝置進行實驗，稱量裝置D反應前后的質量差。由此計算出的實驗結果比實際值偏低，排除儀器和操作因素，其可能原因：_______。

（6）有同學設計下圖裝置來證明Fe2O3反應后的固體中含有單質鐵，你認為可行嗎？____，其原因是:_______；圖中安全漏斗的作用是____________________。

（7）設計一個簡單的實驗證明草酸是弱酸：_____________________________________。

Answer 1

【答案】c 草酸晶體熔點為101℃，加熱熔化為液體從導氣管中流出，所以不用a；當170℃以上草酸晶體失去結晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，故b不用 不正確，草酸受熱升華，草酸蒸氣進入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀 d、c、 a、b f、e、k、j、 g（或h）、h（或g） a、b 、i 不能 n（FeO）：n（Fe 2 O 3 ）=1：1，n（Fe 3 O 4 ）≥0；72n（FeO）+160n（Fe 2 O 3 ）+232n（Fe 3 O 4 ）=a。 一氧化碳沒有全部與氧化銅反應（其他合理答案也可以） 可行 Fe2O3反應后的固體中，只有單質鐵才能與稀鹽酸反應放出氣體 加鹽酸時彎管處存有液體，防止產生的氣體從漏斗中逸出 常溫下測定已知濃度c（H2C2O4）溶液的pH，若溶液pH>-lgc（H2C2O4），則H2C2O4為弱酸或弱電解質存在電離平衡、不完全電離等性質，或測定草酸鈉溶液的pH，如大于7，則為弱酸

【解析】

（1）草酸晶體熔點為101℃，加熱熔化為液體從導氣管中流出，所以不用a裝置；b裝置中，當170℃以上草酸晶體失去結晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，不用b裝置；c裝置中試管下端是彎管加熱生成的水不會發生倒流，c裝置可以；

（2）草酸蒸氣進入澄清石灰水也會發生反應生成草酸鈣白色沉淀；

（3）檢驗草酸的分解產物H2O（g）、CO2和CO，先通過干燥管檢驗生成的水，通過澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體的存在，通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳氣體，通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳，通過玻璃管中的氧化鐵發生反應檢驗一氧化碳的存在，通過澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳存在，證明含一氧化碳氣體，最后剩余一氧化碳氣體點燃燃燒處理；

（4）一氧化碳通過玻璃管發生的反應不能使生成的一氧化碳完全反應；

（5）氧化鐵發生反應后只有生成的鐵和鹽酸發生反應生成氫氣；安全漏斗的作用是防止生成的氣體從漏斗中逸出；

（6）證明草酸是弱酸需要證明水溶液中存在電離平衡，溶液中存在電離平衡，可以測定一定濃度的溶液的pH判斷。

(1)分析裝置可知，草酸晶體熔點為101℃，加熱熔化為液體從導氣管中流出，所以不用a裝置；b裝置中，當170℃以上草酸晶體失去結晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，不用b裝置；c裝置中試管下端是彎管加熱生成的水不會發生倒流，c裝置可以。本小題答案為：c；草酸晶體熔點為101℃，加熱熔化為液體從導氣管中流出，所以不用a；當170℃以上草酸晶體失去結晶水而成固體，分解生成的水蒸氣在試管口冷凝為液體，流回到熱的試管底部，使試管炸裂，故b不用。

(2)若將產生的氣體直接通入澄清石灰水，草酸受熱升華，草酸蒸氣進入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀，不能檢驗分解產物中是否含CO2。本小題答案為：不正確，草酸受熱升華，草酸蒸氣進入澄清石灰水生成難溶于水的草酸鈣沉淀。

(3)檢驗草酸的分解產物H2O(g)、CO2和CO，先通過干燥管檢驗生成的水，通過澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體的存在，通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳氣體，通過堿石灰吸收水蒸氣得到干燥的一氧化碳，通過玻璃管中的氧化鐵發生反應檢驗一氧化碳的存在，通過澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳存在，證明含一氧化碳氣體，最后剩余一氧化碳氣體點燃燃燒處理，裝置接口連接順序為：d、c、 a、b f、e、k、j、 g（或h）、h（或g） a、b 、i。本小題答案為： d、c、 a、b f、e、k、j、 g（或h）、h（或g） a、b 、i。

(4)Fe2O3質量的減輕能計算發生反應的CO的量，一氧化碳通過玻璃管發生的反應不能使生成的一氧化碳完全反應，生成的一氧化碳沒有完全與Fe2O3反應。

a克鐵氧化物的混合物所含鐵原子的質量為（a- 8a/29）g= g，所以混合物中n（Fe）：n（O）= ，由于Fe 3 O 4 中鐵原子與氧原子的個數比為3：4，只要FeO與Fe2O3 保證混合鐵原子與氧原子的個數比為3：4，即可，與Fe 3 O 4 任意含量無關，令n（FeO）為x，n（Fe 2 O 3 ）為y，所以有（x+2y）：（x+3y）=3：4，即x：y=1：1，且滿足三者質量之和為ag，即72n（FeO）+160n（Fe 2 O 3 ）+232n（Fe 3 O 4 ）=a。本小題答案為：不能；n（FeO）：n（Fe 2 O 3 ）=1：1，n（Fe 3 O 4 ）≥0；72n（FeO）+160n（Fe 2 O 3 ）+232n（Fe 3 O 4 ）=a。

(5)其可能的原因為：一氧化碳沒有全部與氧化銅反應，草酸中的碳元素沒有完全轉化為一氧化碳等。

(6)混合物中只有生成的鐵和鹽酸反應生成氫氣，所以可以利用裝置進行證明，依據是否有氣體生成可以判斷反應生成的產物中含有鐵，加鹽酸時彎管處存有液體，是為了防止產生的氣體從漏斗中逸出。本小題答案為：可行； Fe2O3反應后的固體中，只有單質鐵才能與稀鹽酸反應放出氣體；加鹽酸時彎管處存有液體，防止產生的氣體從漏斗中逸出。

(7)常溫下測定已知濃度c(H2C2O4)溶液的pH，若溶液pH>lgc(H2C2O4)，則草酸中氫離子不能完全電離，溶液中存在電離平衡，說明H2C2O4為弱酸或弱電解質存在電離平衡、不完全電離等性質，或測定草酸鈉溶液的pH，如大于7，則為弱酸。本小題答案為：常溫下測定已知濃度c（H2C2O4）溶液的pH，若溶液pH>-lgc（H2C2O4），則H2C2O4為弱酸或弱電解質存在電離平衡、不完全電離等性質，或測定草酸鈉溶液的pH，如大于7，則為弱酸。