Question

乙二酸（H₂C₂O₄）俗称草酸．各种植物都含有草酸，以菠菜、茶叶中含量多．常见的草酸是含有结晶水的无色晶体（H₂C₂O₄?XH₂O）．某校兴趣小组同学对草酸进行研究．
【查阅资料】①草酸的酸性比醋酸强，是有机酸中的强酸，具有酸的通性．
②草酸晶体的熔点：101.5℃，无水乙二酸的熔点：189.5℃，无水乙二酸分解温度是：157℃．③草酸能溶于水、乙醇等溶剂；草酸钙难溶于水．
I．验证草酸的酸性，完成实验记录：

	操作	实验现象	原理或解释
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液变成   色	溶液中含   离子
	加适量的锌粒	观察到	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化铁粉末	观察到红棕色固体消失，溶液变成   色	草酸可以与金属氧化物反应，生活中 可用草酸除锈

Ⅱ．探究草酸受热分解的产物，完成实验记录：
（一）实验一：初步确定草酸受热分解的产物．
【猜想】兴趣小组猜想草酸受热分解会产生①CO₂  ②CO  ③NO₂  ④H₂O．你认为以上猜想肯定不合理的是

 

，理由是

 

．
【实验】
（1）药品：草酸晶体（H₂C₂O₄?XH₂O）、澄清石灰水
（2）装置：根据查阅的相关资料，小组同学应该选择装置

 

（选择“甲”或“乙”）对草酸晶体加热．

（3）现象：烧杯中石灰水变浑浊；试管壁出现小水珠．
【结论】由此现象说明生成的产物中一定含

 

气体；

 

（填“能”或“不能”）确定无水乙二酸受热分解的产物中一定有水．
（二）实验二：完善实验一的相关装置，进一步确定无水乙二酸（H₂C₂O₄）受热分解的产物．
【实验】
步骤一：准确12.6克草酸晶体（H₂C₂O₄?XH₂O），放进烘箱充分烘干，获得无水乙二酸9克．则兴趣小组确定草酸晶体中所含结晶水分子的数目为X=

 

．
步骤二：兴趣小组在老师的指导下，设计了如图装置，对9克无水乙二酸充分加热并确认分解的产物．

1．同学观察到B中无水硫酸铜逐渐变蓝，由此确认受热分解的产物有

 

．
2．小组同学结合查阅的资料思考出装置C中水的作用，认为没有该装置，就不能确认产物中

 

的存在．
3．实验中，若小组同学观察到E中

 

、G中

 

现象时，可确认分解产物中有CO．
4．F中发生反应的化学方程式为

 

，若F中放置的氧化铁样品为10克，经充分反应后

 

（填“能”或“不能”）被磁铁完全吸引．
5．H装置的作用是

 

．
【结论】同学最终确定了无水乙二酸分解的产物，完成了受热分解的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,溶液的酸碱性测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,燃烧与燃烧的条件

专题：科学探究

分析：Ⅰ、根据酸能够使石蕊试液变成红色，和活泼金属反应产生气泡，和金属氧化物反应产生盐和水分析；
Ⅱ、（一）【猜想】根据质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变分析猜想的合理性；
【实验】根据固体药品加热的注意事项分析装置；
【结论】根据现象得出结论；
（二）【实验】步骤一：根据无水乙二酸和水的质量比计算X的值；
步骤二：1、根据观察到B中无水硫酸铜逐渐变蓝，说明有水的产生；
2、根据资料信息草酸能溶于水，草酸钙难溶于水，分析水的作用；
3、根据一氧化碳还原氧化铁的现象分析回答；
4、根据一氧化碳还原氧化铁得到铁和二氧化碳写出反应的方程式，根据10g氧化铁需要一氧化碳的质量结合草酸的质量计算得出结论；
5、根据一氧化碳有毒分析装置的作用；
【结论】根据以上分析的结论写出反应的方程式．

解答：解：Ⅰ、信息显示草酸显酸性，酸中含有氢离子，因此酸能够使石蕊试液变成红色，和活泼金属反应产生气泡，和金属氧化物反应产生盐和水，三价的铁盐显黄色；故答案为：

	操作	实验现象	原理或解释
取 草 酸 溶 于 水	滴加紫色石蕊	溶液变成 红色	溶液中含 氢离子
	加适量的锌粒	观察到 气泡	H2C2O4+Zn═ZnC2O4+H2↑
	加氧化铁粉末	观察到红棕色固体消失，溶液变成 黄色	草酸可以与金属氧化物反应，生活中 可用草酸除锈

Ⅱ、（一）【猜想】根据质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变可知草酸中没有氮元素，因此猜想③不合理；
【实验】固体药品加热需要试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流引起试管炸裂，因此选择乙装置；
【结论】烧杯中石灰水变浑浊，说明有二氧化碳草酸；试管壁出现小水珠，说明有水，但水可能来自固体中含有的水，因此不能确定一定含有水；
故答案为：③；质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变；乙；二氧化碳；不能；
（二）【实验】步骤一：草酸晶体中水的质量：12.6g-9g=3.6g，因此无水乙二酸和水的质量比为9g：3.6g=90：18X，因此X=2；古答案为：2；
步骤二：1、因为观察到B中无水硫酸铜逐渐变蓝，说明有水的产生；
2、资料信息草酸能溶于水，草酸钙难溶于水，因此水可以吸收草酸，防止草酸和石灰水反应产生草酸钙影响二氧化碳的检验；
3、一氧化碳还原氧化铁得到铁和二氧化碳，因此观察到E中石灰水不变浑浊，而G中石灰水变浑浊，说明二氧化碳来自一氧化碳反应产生，可以证明一氧化碳的产生；
4、一氧化碳还原氧化铁得到铁和二氧化碳，反应的方程式为：3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；
设9g草酸完全分解产生一氧化碳的质量为X
H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O
90            28
9g           x 

90

9g

=

28

x

  x=2.8g
设2.8g一氧化碳还原氧化铁的质量为y
3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂
28×3  160
2.8g    y

28×3

2.8g

=

160

y

   y=5.3g＜10g，因此氧化铁不能全部被还原，故不能被磁铁完全吸引；
5、因为一氧化碳有毒，因此H装置的作用是：收集多余的一氧化碳，防止污染空气；
【结论】由以上分析可知草酸分解产生二氧化碳、一氧化碳和水，因此反应的方程式为：H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答案为：1、水；2、二氧化碳；3、石灰水不变浑浊；石灰水变浑浊；4、3CO+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+3CO₂；不能；5、收集多余的一氧化碳，防止污染空气；H₂C₂O₄

△  .

CO₂↑+CO↑+H₂O．

点评：本题属于信息题的考查，解题的关键是依据题目的信息结合相关的知识进行分析，本题要求熟练运用二氧化碳、一氧化碳、水等的性质．