Question

5．将一张滤纸（组成元素为C、H、O）用FeCl₃浓溶液浸润，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终转化为黑褐色物质．针对该黑褐色物质，甲同学认为其中含有单质铁；乙同学则认为不含单质铁．为验证各自的猜想，他们进行了如下探究：
（1）甲同学将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续的微小气泡产生．如果黑褐色物质中含有单质铁，则反应的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
（2）乙同学提出疑问：（1）中实验产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气．为此，甲同学又做了（1）中实验的对比实验：将该黑褐色固体加入蒸馏水中，观察到有微小气泡产生，但很快停止．证明（1）中实验产生的连续的微小气泡是由铁与稀盐酸反应产生的氢气．
（3）通过以上探究，乙同学赞同甲同学的观点，在甲同学的启发下，乙同学提出了另一种证明黑褐色物质中含有单质铁的方法：将黑褐色物质放入硫酸铜溶液中，观察到有红色固体析出现象，说明其中含有单质铁．
已知草酸（H₂C₂O₄）加热时在浓硫酸的作用下会发生分解反应，某化学兴趣小组对其分解产物进行了如下探究．
提出猜想
（1）分解产物是一氧化碳和水蒸气的混合物．
（2）分解产物是二氧化碳和水蒸气的混合物．
（3）分解产物是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合物．
你认为合理的猜想是（3）（选填序号），依据是质量守恒定律．
【查阅资料】
（1）浓硫酸具有脱水性，可以将有机物中的氢、氧元素按水的组成脱去．
（2）白色的无水硫酸铜遇水会变为蓝色．
（3）碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物．
【进行实验】为了检验草酸的分解产物的成份，该小组同学将草酸的分解产物通过图所示的装置（部分夹持仪器已略去）．

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解产生了H₂O和CO₂．
（2）装置D的作用是检验CO₂是否已被完全除去
（3）证明草酸分解产生了一氧化碳的现象应包括D中澄清石灰水未变浑浊，E中固体由红色变为黑色，F中澄清石灰水变浑浊．
（4）装置B中发生反应的化学方程式为；装置E中发生反应的化学方程式为Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂
【得出结论】草酸分解的化学方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑．
【反思与评价】从环保角度考虑，上述实验的不足之处是装置F后缺少尾气处理装置．

Answer 1

分析 根据金属的性质分析解答；若滤纸碳化后吸附了空气，则在水中也能产生气泡，所有可以将该黑褐色固体加入蒸馏水中，观察气泡的持续性，即可完成判断；已知草酸（H₂C₂O₄）加热时在浓硫酸的作用下会发生分解反应，根据质量守恒定律，分解产物可能是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合物；由实验现象可知：装置A中无水硫酸铜变蓝，说明有水；装置B中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳；装置D的作用是：检验CO₂是否已被完全除去；证明有一氧化碳的现象是：D中澄清石灰水未变浑浊，E中固体由红色变为黑色，F中澄清石灰水变浑浊；从环保角度考虑，装置F后应该有尾气处理装置；书写化学方程式时，要注意配平．

解答 解：（1）黑褐色物质中含有单质铁，则是铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，故填：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（2）若滤纸碳化后吸附了空气，则在水中也能产生气泡，所有可以将该黑褐色固体加入蒸馏水中，观察到有微小气泡产生，但很快停止．证明（1）中实验产生的连续的微小气泡是由铁与稀盐酸反应产生的氢气．故填：将该黑褐色固体加入蒸馏水中；氢气；
（3）将黑褐色物质放入硫酸铜溶液中，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，观察到有红色固体析出的现象，说明其中含有单质铁；故填：有红色固体析出；
【提出猜想】已知草酸（H₂C₂O₄）加热时在浓硫酸的作用下会发生分解反应，根据质量守恒定律，分解产物可能是一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合物；故填：（3）；质量守恒定律；
【进行实验】（1）由实验现象可知：装置A中无水硫酸铜变蓝，说明有水；装置B中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳；故填：H₂O 和CO₂；
（2）装置D中盛有的是澄清的石灰水，其作用是：检验CO₂是否已被完全除去；故填：检验CO₂是否已被完全除去；
（3）要证明有一氧化碳，则D中澄清石灰水未变浑浊，E中固体由红色变为黑色，F中澄清石灰水变浑浊；故填：D中澄清石灰水未变浑浊，E中固体由红色变为黑色，F中澄清石灰水变浑浊；
（4）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，配平即可；故填：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
【得出结论】草酸在浓硫酸做催化剂和加热的条件下生成水、二氧化碳和一氧化碳，配平即可；故填：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$H₂O+CO₂↑+CO↑；
【反思与评价】从环保角度考虑，装置F后应该有尾气处理装置；故填：装置F后缺少尾气处理装置．

点评 本考点考查了气体的检验、质量守恒定律和化学方程式的书写等，知识点比较多，综合性比较强．有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；本考点主要出现在实验题中．