Question

草酸（H₂C₂O₄）是一种有机酸，其晶体（C₂H₂O₄·2H₂O）是一种无色晶体，熔点较低，加热会熔化、气化和分解。草酸晶体受热分解生成碳的氧化物和水。
某化学课外兴趣小组对草酸晶体受热分解进行了以下探究实验。
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。
【猜想】

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有	CO、CO2都有

 
【设计实验】基于猜想3，兴趣小组同学设计了如下实验装置：

【实验探究】
（1）实验过程中观察到      装置（填字母）中的澄清石灰水变浑浊，证明有CO₂气体。
（2）实验过程中还观察到以下实验现象：①C装置中澄清石灰水不变浑浊；②E装置中        ；③F装置中澄清石灰水变浑浊，证明有CO气体。
【实验结论】通过实验探究证明：猜想3成立。
草酸分解的化学方程式是                           。
【问题讨论】
（1）C装置的作用是                  ；D装置的作用是                     。
（2）装置末端酒精灯的作用是                   。
【实验反思】
（1）如图G是用来加热草酸晶体的装置。请写出标号仪器的名称①            ；②             。
小华认为该装置错误，正确的应是试管口略向下倾斜，你认为小华的判断         （选填：“正确”或“不正确”），理由是                        。

（2）实验室也可用加热草酸晶体的方法获得CO。CO是一种无色、无味的剧毒气体，其密度比空气略小，难溶于水。CO使人体中毒的原因是      ；收集CO可用H装置，气体应从       端进入（选填“a”或“b”）

Answer 1

【猜想】    CO₂  
【实验探究】（1）A    （2）E装置中固体由黑色变为红色 。
【实验结论】H₂C₂O₄CO₂↑+CO↑+H₂O。
【问题讨论】
（1）证明二氧化碳是否被完全吸收检验二氧化碳是否被完全吸收；吸收水分。
（2）处理尾气CO。
【实验反思】（1）①试管，检验二氧化碳是否被完全吸收；
②铁架台 ；不正确，理由是草酸晶体熔点低加热易熔化，如试管口略向下倾斜则会流出试管，不能完成实验。
（2）能与人体的血红蛋白相结合，使之失去运输氧的能力；     b

试题分析：
【猜想】碳的氧化物常见的为一氧化碳与二氧化碳，所以答案应为CO₂
【设计实验】设计整套装置的目的是为了证明产生的气体中CO₂、CO两种气体都有。我们知道，要证明CO₂气体，只要将气体通入澄清石灰水即可（通过装置A实现），而要证明CO，则相对较复杂些，必须先将CO转化为CO₂（通过装置E实现），后通过证明CO₂的存在（通过装置F实现）推导出存在CO气体（CO存在的证明属于间接证明）。本题要证明CO₂、CO两种气体都有，应先通过装置A证明含CO₂，再通过E、F证明含CO。不过，为了避免原先存在的CO₂对CO检验时产生干扰，在气体通入装置E之前必须将原来的CO₂“除尽”。装置B、C就是为实现此目的而设置，其中装置B是“除”去原来的CO₂，而装置C是为了说明已“尽”。至于装置D，明显是为了吸收气体中的水份，使进入E装置的气体呈干燥状态，这个装置的有无对于实验结果没什么太大的影响，去掉也没什么大问题。还有一个是装置末尾的酒精灯，它的作用也很明显，是为了处理尾气中可能还存在的CO，防止中毒和环境污染。事实上任何一个化学反应都不可能将反应物百分之百利用掉。
依据以上分析，不难明白【实验探究】、【问题讨论】中的几个问题答案。

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【实验结论】根据题目信息：草酸晶体受热分解生成碳的氧化物和水，以及“猜想3成立”，我们知道草酸晶体分解生成了CO₂、CO和水。既然是“分解”，那说明反应物也就只有草酸一种。故我们可以写出以下方程式：H₂C₂O₄=CO₂↑+CO↑+H₂O。

【实验反思】（1）一般地给试管中的固体加热，管口必须略向下倾斜，但本题中供给的信息“熔点较低，加热会熔化、气化”决定了其特殊性。
（2）CO使人中毒是因为CO与血红蛋白结合能力远远超过O₂与血红蛋白的结合能力，当空气中存在CO时，氧气就无法与血红蛋白结合，人体细胞得不到氧气就会缺氧，长时间如此细胞就会死亡，人体也就缺氧窒息而死。用H装置收集CO，就是要把瓶中原先的水排出，把CO装入瓶中，水只可能从a排出，那CO只能从b通入。₂、CO等气体的性质、检验，气体制备的发生装置、收集装置，信息方程式的书写。