Question

通常状况下，CO是一种无色、无味、有毒的气体，难溶于水，与酸、碱、盐溶液均不反应．已知乙二酸晶体加热分解的方程式为：H₂C₂O₄?2H₂O

175℃

△

 3H₂O+CO₂↑+CO↑，不考虑其他因素干扰，如何利用如图所示装置验证反应产物中含有CO₂和CO（装置不能重复使用）．酒精喷灯可作高温热源．请回答下列问题：

（1）检验装置A气密性的方法是

 

．
（2）按气流方向连接各仪器，用数字表示接口的连接顺序：①→

 

；
（3）证明CO存在的实验现象是

 

；
（4）本实验尾气处理的方法是

 

；
（5）根据题给的数据，假设反应产生的气体全部排出，并与吸收液充分反应（提示：B、C中澄清石灰水均先变浑浊，后又变澄清），D中溶质及对应的物质的量是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,常见气体的检验

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）根据检查装置气密性的方法及注意事项分析即可，装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；
（2）乙二酸晶体加热分解生成CO₂和CO，此实验验证是反应产物中含有CO₂和CO（装置不能重复使用），要验证二氧化碳与一氧化碳的存在，首先利用澄清石灰水用来验证二氧化碳的存在，然后除去二氧化碳再验证一氧化碳的存在，结合装置和试剂作用分析回答；
（3）一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，据此分析解答；
（4）一氧化碳有毒，一氧化碳具有可燃性，燃烧生成无毒的二氧化碳，据此分析解答；
（5）B、C中澄清石灰水均先变浑浊，后又变澄清，说明二氧化碳与氢氧化钙发生：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+H₂O+CaCO₃=Ca（HCO₃）₂，则D装置发生：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+H₂O+Na₂CO₃=2NaHCO₃，结合相关数据即可解答．

解答： 解：（1）检查装置的气密性原理是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡，所以检验装置气密性的方法是：连好装置，①处接长导管，将导管伸入盛有水的烧杯中，用手握住试管观察，若导管口产生连续气泡，松开手有小段水柱回流，则装置A气密性良好，
故答案为：连好装置，①处接长导管，将导管伸入盛有水的烧杯中，用手握住试管观察，若导管口产生连续气泡，松开手有小段水柱回流，则装置A气密性良好；
（2）乙二酸晶体加热分解生成CO₂和CO装置A中的①导出气体，此实验验证是反应产物中含有CO₂和CO（装置不能重复使用），应首先验证二氧化碳①→⑤→④，然后除去二氧化碳④→⑥→⑦，验证二氧化碳的方法是：把气体通入澄清的石灰水，澄清石灰水变浑浊，则含有二氧化碳；然后除去二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠反应除去，剩余为一氧化碳，验证一氧化碳存在⑦→②→③，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，然后通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则含有一氧化碳，
故答案为：⑤④⑥⑦②③；
（3）一氧化碳与氧化铜反应CuO+CO

△   .

Cu+CO₂生成二氧化碳，B装置中黑色氧化铜变红，B中澄清石灰水变浑浊，则含CO，
故答案为：B装置中黑色氧化铜变红，澄清石灰水变浑浊，则含CO；
（4）一氧化碳有毒，一氧化碳具有可燃性，尾气处理的方法是点燃，2CO+O₂

点燃  .

2CO₂，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，所以在导管③后放置一个燃着的酒精灯（或用气囊收集），
故答案为：在导管③后放置一个燃着的酒精灯（或用气囊收集）；
（5）12.6克H₂C₂O₄?2H₂O的物质的量为n=

m

M

=

12.6g

126g/mol

=0.1mol，乙二酸晶体加热分解H₂C₂O₄?2H₂O

175℃

△

 3H₂O+CO₂↑+CO↑，则生成的一氧化碳、二氧化碳的物质的量分别为：0.1mol、0.1mol，反应产生的气体全部排出，并与吸收液充分反应，C装置中n（Ca（OH）₂）=cv=0.05mol/L×0.1L=0.005mol，
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+H₂O+CaCO₃=Ca（HCO₃）₂，即2CO₂+Ca（OH）₂=Ca（HCO₃）₂，则吸收的二氧化碳为0.01mol，剩余二氧化碳的物质的量为：0.1mol-0.01mol=0.09mol，0.09mol二氧化碳全部进入D装置且被吸收，D中n（NaOH）=cv=1mol/L×0.1L=0.1mol，
CO₂ +2NaOH=Na₂CO₃+H₂O    CO₂ +H₂O+Na₂CO₃ =2NaHCO₃
0.05mol  0.1mol    0.05mol   0.09mol-0.05mol      0.04mol  0.08mol
所以D中溶质及对应的物质的量是0.01mol Na₂CO₃和0.08mol NaHCO₃，
故答案为：0.01mol Na₂CO₃和0.08mol NaHCO₃．

点评：本题主要考查的乙二酸晶体加热分解产物的检验及相关计算，侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意掌握二氧化碳与一氧化碳的性质，以及结合反应CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O、CO₂+H₂O+CaCO₃=Ca（HCO₃）₂，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O、CO₂+H₂O+Na₂CO₃=2NaHCO₃的方程式计算，该题注重实验的严谨及学生思维的严密性考查，注意把握物质的性质及差异，尤其是（5）0.1mol二氧化碳在C装置中吸收的二氧化碳为0.01mol，0.09mol二氧化碳全部进入D装置且被吸收，为易错点，题目难度中等．