Question

2．菠菜是一种富含草酸（乙二酸）的绿色蔬菜，但食用时要避免和豆腐同时食用，因为二者容易产生难溶于水的物质而在体内生成结石．草酸也是有机化工中的重要原料，广泛应用于化工生产中．为探究草酸的某些性质，某中学化学兴趣小组查阅了一些资料如下：

物质	结构	某些性质
草酸	分子式：H2C2O4•2H2O	无色，易溶于水；其钠盐和钾盐易溶于水，钙盐难溶于水
	结构简式：HOOC-COOH	熔点：101℃；升华温度：125℃；170℃以上分解

回答下列问题：
（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物．
装置C中可观察到的现象是①导管口有气泡出现 ②石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物有CO₂．装置B的主要作用是冷凝（水蒸气、草酸等），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO₂的检验．装置C中可能发生的反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O．
（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为了进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置进行实验．

①乙组的实验装置中，装置E和H中的澄清石灰水的作用分别是验证二氧化碳是否除完和证明产物中含有一氧化碳；装置G反应管中盛有的固体物质是氧化铜（CuO）；I中集气瓶收集到的气体主要是CO．
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是H中的粉末由黑色变为红色，D中澄清石灰水变浑浊．

Answer 1

分析 （1）草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳而使澄清石灰水变浑浊；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰实验，装置C中可能发生二氧化碳和氢氧化钙反应、草酸和氢氧化钙反应；
（2）①要检验生成CO，在甲组实验后，用浓氢氧化钠除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，用无水氯化钙干燥CO，利用CO的还原性将CO氧化，再利用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO；所以装置E和H中的澄清石灰水的作用分别是验证二氧化碳是否除完、证明产物中含有一氧化碳，装置G反应管中盛有的固体物质是氧化铜（CuO）；
②CO具有还原性，其氧化产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊．

解答 解：（1）草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶性的碳酸钙沉淀而使澄清石灰水变浑浊，所以C中观察到的现象是：装置C中可观察到的现象是①导管口有气泡出现 ②石灰水变浑浊，草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，草酸易挥发，导致生成的气体中含有草酸，草酸和氢氧化钙反应生成难溶性的草酸钙而干扰二氧化碳的检验，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰二氧化碳的检验，装置C中可能发生二氧化碳和氢氧化钙反应：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O、草酸和氢氧化钙反应：H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O，
故答案为：CO₂；冷凝（水蒸气、草酸），避免草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO₂的检验；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；H₂C₂O₄+Ca（OH）₂=CaC₂O₄↓+H₂O；
（2）①要检验生成CO，在甲组实验后，用浓氢氧化钠除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，用无水氯化钙干燥CO，H装置中盛放的物质应该具有氧化性，且和CO反应有明显现象发生，CuO能被CO还原且反应过程中黑色固体变为红色，现象明显，所以H中盛放的物质是CuO，利用CO和CuO发生还原反应生成CO₂，再利用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免环境污染，
故答案为：验证二氧化碳是否除完；证明产物中含有一氧化碳；氧化铜（CuO）；CO；
②CO具有还原性，其氧化产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，且CO将黑色的CuO还原为红色的Cu，只要H中黑色固体转化为红色且其后的D装置溶液变浑浊就说明含有CO，
故答案为：H中的粉末由黑色变为红色，D中澄清石灰水变浑浊．

点评 本题考查草酸的性质探究实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，为高频考点，掌握草酸的性质以及实验原理是解答关键，题目难度中等．