Question

某研究性學習小組通過實驗來探究乙二酸（又名草酸）受熱分解的產物，他們設計的實驗裝置如圖所示：

查閱資料可知：乙二酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）熔點100.1℃，草酸鈣是難溶于水的白色固體；Cu₂O能溶于稀硫酸，立即發(fā)生歧化反應生成Cu²⁺和Cu．
（1）實驗過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁，且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，寫出A中發(fā)生反應的化學方程式：

H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O

；
（2）裝置B的作用是

除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，防止對檢驗分解產物CO₂的干擾

；上述裝置中有兩處需要改進（假設洗氣裝置每次吸收氣體均完全），改進方法是

在C與D之間再裝配一個盛濃硫酸的洗氣瓶（或裝有堿石灰的干燥管）

；

將裝置E中出來的氣體引到酒精燈火焰上讓其燃燒（或收集裝置E中逸出的尾氣）

．
（3）實驗結束后向裝置B的試管中加入NaHCO₃溶液，產生大量無色氣體，由此可以證明兩種物質的酸性強弱順序是

乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）

．
（4）有人認為D裝置中得到的紅色固體可能是Cu，也可能是Cu和Cu₂O的混合物．實驗小組進一步探究：①取少量紅色固體加入到盛稀硫酸的試管中，充分振蕩，溶液變?yōu)樗{色，試管底部仍有紅色固體，由此可以得出的結論是

紅色固體中含有Cu₂O

．②取6.8g紅色固體與足量的稀硝酸反應，收集到標準狀況下的NO氣體1.12L．則紅色固體中含單質銅的質量分數是

50%

．

Answer 1

分析：（1）根據乙二酸晶體加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水以及其性質進行解答；
（2）根據已二酸的沸點來確定除去乙二酸的方法，濃硫酸具有吸水性，可以將氣體干燥，一氧化碳有毒，需要進行尾氣處理；
（3）化學反應遵循強酸制弱酸的原理；
（4）金屬銅和硫酸不反應，但是氧化亞銅可以和硫酸反應生成金屬銅和硫酸銅，據此進行計算即可．

解答：解：（1）C、E裝置中的溶液均變渾濁，且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，說明乙二酸晶體加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水，反應的化學方程式：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
（2）乙二酸可以和氫氧化鈣發(fā)生反應，所以防止對檢驗分解產物CO₂的干擾，要除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，一氧化碳在還原氧化銅之前要將氣體干燥，一氧化碳有毒，所以要進行尾氣處理，
故答案為：除去生成物中帶出的乙二酸蒸汽，防止對檢驗分解產物CO₂的干擾；在C與D之間再裝配一個盛濃硫酸的洗氣瓶（或裝有堿石灰的干燥管），將裝置E中出來的氣體引到酒精燈火焰上讓其燃燒（或收集裝置E中逸出的尾氣）；
（3）B的試管中是乙二酸，加入NaHCO₃溶液，產生大量無色氣體應該是二氧化碳，化學反應遵循強酸制弱酸的原理，所以酸性是乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃），故答案為：乙二酸大于碳酸（或H₂C₂O₄＞H₂CO₃）；
（4）①金屬銅和硫酸不反應，但是氧化亞銅可以和硫酸反應生成金屬銅和硫酸銅，根據實驗現象：溶液變?yōu)樗{色，則證明紅色固體中含有Cu₂O，故答案為：紅色固體中含有Cu₂O；
②設紅色固體中氧化亞銅的物質的量是x，金屬銅的物質的量為y，根據質量關系得：144x+64y=6.8，根據電子守恒，得出：2x+2y=

1.12L

22.4L/mol

×（5-2），兩式聯立解得x=0.025mol，y=0.05mol，所以Cu的質量分數為：

0.05mol×64g/mol

6.8g

×100%=50%，故答案為：50%．

點評：本題是一道實驗探究題，考查學生分析和解決問題的能力，注意平時只是的積累是解題的關鍵，綜合性較強，難度大．