Question

2．菠菜是一種富含草酸（乙二酸）的綠色蔬菜，但食用時(shí)要避免和豆腐同時(shí)食用，因?yàn)槎�者容易產(chǎn)生難溶于水的物質(zhì)而在體內(nèi)生成結(jié)石．草酸也是有機(jī)化工中的重要原料，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中．為探究草酸的某些性質(zhì)，某中學(xué)化學(xué)興趣小組查閱了一些資料如下：

物質(zhì)	結(jié)構(gòu)	某些性質(zhì)
草酸	分子式：H2C2O4•2H2O	無(wú)色，易溶于水；其鈉鹽和鉀鹽易溶于水，鈣鹽難溶于水
	結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：HOOC-COOH	熔點(diǎn)：101℃；升華溫度：125℃；170℃以上分解

回答下列問(wèn)題：
（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物．
裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是①導(dǎo)管口有氣泡出現(xiàn) ②石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物有CO₂．裝置B的主要作用是冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO₂的檢驗(yàn)．裝置C中可能發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O．
（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為了進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和如圖所示的部分裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

①乙組的實(shí)驗(yàn)裝置中，裝置E和H中的澄清石灰水的作用分別是驗(yàn)證二氧化碳是否除完和證明產(chǎn)物中含有一氧化碳；裝置G反應(yīng)管中盛有的固體物質(zhì)是氧化銅（CuO）；I中集氣瓶收集到的氣體主要是CO．
②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是H中的粉末由黑色變?yōu)榧t色，D中澄清石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳而使澄清石灰水變渾濁；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾實(shí)驗(yàn)，裝置C中可能發(fā)生二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)、草酸和氫氧化鈣反應(yīng)；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用無(wú)水氯化鈣干燥CO，利用CO的還原性將CO氧化，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO；所以裝置E和H中的澄清石灰水的作用分別是驗(yàn)證二氧化碳是否除完、證明產(chǎn)物中含有一氧化碳，裝置G反應(yīng)管中盛有的固體物質(zhì)是氧化銅（CuO）；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁．

解答 解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是：裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是①導(dǎo)管口有氣泡出現(xiàn) ②石灰水變渾濁，草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，裝置C中可能發(fā)生二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O、草酸和氫氧化鈣反應(yīng)：H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O，
故答案為：CO₂；冷凝（水蒸氣、草酸），避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO₂的檢驗(yàn)；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O；
（2）①要檢驗(yàn)生成CO，在甲組實(shí)驗(yàn)后，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用無(wú)水氯化鈣干燥CO，H裝置中盛放的物質(zhì)應(yīng)該具有氧化性，且和CO反應(yīng)有明顯現(xiàn)象發(fā)生，CuO能被CO還原且反應(yīng)過(guò)程中黑色固體變?yōu)榧t色，現(xiàn)象明顯，所以H中盛放的物質(zhì)是CuO，利用CO和CuO發(fā)生還原反應(yīng)生成CO₂，再利用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免環(huán)境污染，
故答案為：驗(yàn)證二氧化碳是否除完；證明產(chǎn)物中含有一氧化碳；氧化銅（CuO）；CO；
②CO具有還原性，其氧化產(chǎn)物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，且CO將黑色的CuO還原為紅色的Cu，只要H中黑色固體轉(zhuǎn)化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說(shuō)明含有CO，
故答案為：H中的粉末由黑色變?yōu)榧t色，D中澄清石灰水變渾濁．

點(diǎn)評(píng) 本題考查草酸的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)基本操作能力及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，綜合性較強(qiáng)，為高頻考點(diǎn)，掌握草酸的性質(zhì)以及實(shí)驗(yàn)原理是解答關(guān)鍵，題目難度中等．