Question

(10分)乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸，该酸广泛存在于多种植物的细胞膜内，其晶体通常含有结晶水(H₂C₂O₄·2H₂O)，晶体的熔点为101.5℃，无水草酸的熔点为189.5℃。草酸易升华，其在157℃时大量升华，并开始分解，分解产物为CO、CO₂、H₂O。

某研究性学习小组的同学决定对草酸的分解反应进行探究，设计出如下实验验证乙二酸的分解并测定其分解率，操作步骤如下：

①先把乙二酸晶体放在烘箱中进行烘烤，去掉结晶水，备用。

②按图2连接好装置。

③检查装置的气密性。

④打开活塞a，通入H₂一会儿，再关闭a；点然酒精灯b、c。

⑤当C装置中固体消失后，停止加热

⑥打开活塞a，继续通入H₂，直至冷却。

试回答下列问题：

⑴装置A的作用______________________________，B的作用_____________________；装置E的作用_____________________________。

⑵检验该套装置的气密性的方法是____________________________________________。

⑶若分解结束后，不再通入氢气，会使所测的乙二酸的分解率_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

⑷可以代替装置G的方法是_____________________________________________。

⑸若称取H₂C₂O₄(烘干)的质量为4.5g，实验结束后，称得D、E、F分别增重0.95g、0.40g、1.98g，则乙二酸的分解率为_______________。

 

Answer 1

⑴产生氢气先排出装置内的CO₂、后将分解生成的CO₂全部排入F中，干燥H₂(或除去氢气中混有的水蒸气)；使气化的乙二酸蒸气冷却为固体，避免干扰实验(4分)。⑵先向容器中加适量的水，然后用双手或热毛巾捂住容器，观察F瓶中有无气泡产生，若有气泡产生，说明不漏气，气密性良好(2分)。⑶减小(1分)。⑷能气囊(或球)收集起来(1分)。⑸90%(2分)。

解析:⑴A中开始产生的H₂可将装置内的水蒸气、CO₂排出，后期是为使乙二酸分解产生的气体全部通入D、E、F装置，避免分解产生的气体滞留于装置C中；从A出来的氢气中含有水蒸气，必须除去；乙二酸为有机物，加热会挥发出少量蒸气，通过E是被冷却为固体，以避免对后续实验产生干扰。⑵先向容器中加适量的水，然后用双手或热毛巾捂住容器，观察F瓶中有无气泡产生。⑶不再通入氢气，则乙二酸分解产生的CO₂会有部分留在C、F之间的仪器中，所得到的分解率减少。⑷因最后所得的气体为CO，有毒不能排入大气中，除点燃法外，可以用气囊(或球)收集起来。⑸因H₂C₂O₄CO₂↑+CO↑+H₂O↑，因F增重1.98g，即生成的CO₂质量为1.98g，可得出分解的H₂C₂O₄为4.05g，故乙二酸的分解率为90%。解题过程中，不能采用D、E装置的增重数据，因部分未分解的乙二酸已在D装置中就会有部分因冷却而凝固，也就是说0.95g并不全是生成水的质量，0.40g并不是全部未分解的乙二酸的质量。可见此题隐含着数据干扰，若不善于挖掘隐含条件，此题极易致错。