Question

15．菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”的美称．民间流传：菠菜豆腐同食，易得结石．某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否不能同食”等问题进行了探究．
【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等，豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐．
②人体结石的主要成分：草酸钙（CaC₂O₄）
③醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等．
【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是菠菜中的物质与豆腐中含有的钙离子反应产生不溶性物质．
【探究一】菠菜中部分成分分析如图1
（1）步骤③中加入足量的CaCl₂溶液的目的将菠菜中的草酸根离子、碳酸根离子完全转化为沉淀．
（2）已知气体C能使澄清石灰水变浑浊，醋酸的化学式用HAC表示，写出步骤④的化学反应方程式CaCO₃+2HAc═Ca（Ac）₂+H₂O+CO₂↑．沉淀A、B的质量关系为：m（A）＞m（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）白色沉淀B的化学式为CaC₂O₄，由此可见菠菜豆腐不能同食．以下饮食观点正确的是
C（填字母）
A．禁吃菠菜                    B．高钙牛奶可与菠菜同食
C．菠菜烹饪时可用开水烫，可降低草酸盐含量
【探究二】某草酸钙晶体（CaC₂O₄•xH₂O）热分解研究
按图2装置将草酸钙晶体样品高温加热，使其完全分解，对所得气体产物进行探究（假设装置中各试剂均足量）
（4）①反应开始前通入氮气的目的是排除装置中的空气．
②装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有水，C、F中澄清石灰水均变浑浊，E
中CuO变红，说明产物还有CO和CO₂，经检验A中残留固体为氧化物．
③对上述装置从环保角度提一个改进建议用点燃法处理尾气．
（5）某研究所利用SDT Q600热分析仪对草酸钙晶体（CaC₂O₄•xH₂O）进行热分解，获得
相关数据，绘制成固体质量-分解温度的关系如图3．
①800℃以上时，固体成分的化学式为CaO．
②计算CaC₂O₄•xH₂O中的x（写出计算过程，CaC₂O₄的相对分子质量：128）．
③残留固体为CaC₂O₄时的温度范围200℃～400℃，写出固体质量由12.8g变为10.0g时的化学
方程式CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑．

Answer 1

分析 根据菠菜和豆腐中的成分分析发生的化学反应类解释为什么菠菜和豆腐不能同食；
探究一：根据菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等，加入足量的CaCl₂溶液，白色沉淀A为草酸钙和碳酸钙的混合物，利用醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐，白色沉淀B为草酸钙，进一步来解答每一小问；
探究二：根据草酸钙晶体（CaC₂O₄•xH₂O）热分解实验中的现象来分析晶体分解后的生成物，实验装置中的现象是解答的关键，并注意物质的性质的应用；根据固体质量-分解温度的关系图象，分析质量变化与对应的化学反应，则可推断生成物，结合化学式中相对原子质量之比等于质量之比可推出x．

解答 解：提出猜想：因菠菜含有草酸盐、碳酸盐，豆腐中含有钙盐，能反应生成沉淀，则不能同食，故答案为：菠菜中的物质与豆腐中含有的钙离子反应产生不溶性物质．
探究一：（1）因足量的CaCl₂溶液可将菠菜中的草酸根离子及碳酸根离子充分反应，故答案为：将菠菜中的草酸根离子、碳酸根离子完全转化为沉淀；
（2）因气体C能使澄清石灰水变浑浊，则C为二氧化碳，根据信息醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐，则加醋酸时碳酸钙和醋酸反应生成了二氧化碳，沉淀A为草酸钙和碳酸钙的混合物，而沉淀B为草酸钙，故答案为：
CaCO₃+2HAc═Ca（Ac）₂+H₂O+CO₂↑；＞；
（3）因加足量醋酸，碳酸钙完全反应，沉淀B中只有草酸钙，根据菠菜豆腐不能同食的观点，不吃菠菜是极端的，不科学的，高钙牛奶中的钙离子和菠菜中的离子反应，不能同食，而菠菜烹饪时可用开水烫，可降低草酸盐含量是正确的，故答案为：CaC₂O₄；C．
探究二：（4）①因CO不纯时加热可能会爆炸，则开始前通入氮气可将空气排出，故答案为：排除装置中的空气；
②因无水硫酸铜为白色，遇水变为蓝色，则装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明有水生成，又C、F中澄清石灰水均变浑浊，E中CuO变红，说明晶体分解有二氧化碳和一氧化碳生成，故答案为：水；CO；CO₂；
③因CO有毒，不能排放在空气中，应根据CO能燃烧转化为二氧化碳，故答案为：用点燃法处理尾气．
（5）①根据图象可知600℃时发生碳酸钙分解反应，800℃时分解完全，则800℃以上时，固体成分为氧化钙，故答案为：CaO；
②根据图象可知0～200℃是晶体失去结晶水的过程，14.6克CaC₂O₄•xH₂O失去水后生成12.8克CaC₂O₄，根据
  CaC₂O₄•xH₂O～CaC₂O₄，
  128+18x       128
  14.6g        12.8g
$\frac{128+18x}{14.6g}=\frac{128}{12.8g}$
解得x═1．
故答案为1；
③根据图象可知200℃～400℃，草酸钙并没有分解，400℃时草酸钙分解，其质量由12.8g变为10.0g，生成碳酸钙和CO，故答案为：200℃～400℃；CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑．

点评 本题通过实验的方式探究了菠菜不能与豆腐同食的原因，属于应用化学知识解决生活中的实际问题的考查方式，完成此类题目应熟练掌握常见物质的检验、鉴定方法，同时考查了学生对图象的分析应用能力．