Question

【題目】在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H2C2O4）受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學(xué)課外興趣小組對(duì)碳的氧化物的成分進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．

【提出問(wèn)題】如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)確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和CO2都有

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】基于猜想3，興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置：

【實(shí)驗(yàn)探究】

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到 裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生,A中發(fā)生的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還觀察到以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①C裝置中澄清石灰水不變渾濁；②E裝置中__________________；③F裝置中 ，證明有CO氣體．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立．草酸分解的化學(xué)方程式是 ．

【問(wèn)題討論】

（1）C裝置的作用是

（2）裝置末端酒精燈的作用是 ．

【計(jì)算】興趣小組的四位男同學(xué)對(duì)學(xué)校角落的一堆石灰石產(chǎn)生了興趣，他們想知道其中含碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，于是他們?nèi)��?lái)了一些石灰石，并取稀鹽酸200g，平均分成4份，每人進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)	1	2	3	4
加入樣品的質(zhì)量/g	5	10	15	20
生成CO2的質(zhì)量/g	1.54	3.08	4.4	m

①m的數(shù)值是 ．

②請(qǐng)你協(xié)助他們計(jì)算這種石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（寫(xiě)出完整的計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

【答案】【猜想】CO2 【實(shí)驗(yàn)探究】（1）A CO2+Ca(OH)2==CaCO3+H2O

（2）黑色粉末變成紅色 澄清石灰水變渾濁

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】C2H2O4△CO2↑+CO↑+H2O

【問(wèn)題討論】（1）檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收 （2）處理尾氣CO

【計(jì)算】（1）4.4 （2）70%

【解析】

試題分析：【猜想】根據(jù)猜想1和3，故猜想2：只有CO2

【實(shí)驗(yàn)探究】（1）根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生；化學(xué)方程式為：CO2+Ca(OH)2==CaCO3+H2O

（2）一氧化碳具有還原性，能將氧化銅還原，且生成二氧化碳，故實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：E裝置中黑色粉末變成紅色；F裝置中澄清石灰水變渾濁，證明有CO氣體

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究證明：猜想3成立，即生成的是CO和CO2的混合氣體，故草酸分解的化學(xué)方程式是：C2H2O4△CO2↑+CO↑+H2O

【問(wèn)題討論】（1）因?yàn)橐谎趸�碳還原氧化銅的生成物之一是二氧化碳，為了檢驗(yàn)是生成的二氧化碳，就必須保證反應(yīng)前沒(méi)有二氧化碳，故C裝置的作用是：檢驗(yàn)二氧化碳是否被完全吸收

（2）一氧化碳有毒，故裝置末端酒精燈的作用是：處理尾氣CO

【計(jì)算】（1）數(shù)據(jù)的分?jǐn)?shù)和處理，根據(jù)表中數(shù)據(jù)找規(guī)律，保持稀鹽酸的質(zhì)量不變，不斷成倍加入石灰石樣品，結(jié)果實(shí)驗(yàn)1、2生成的二氧化碳質(zhì)量也成倍增加，當(dāng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3，加入樣品的質(zhì)量15g，是實(shí)驗(yàn)1的3倍，可生成的二氧化碳質(zhì)量4.4 g≠1.54g×3=4.62 g，說(shuō)明此時(shí)反應(yīng)結(jié)束，石灰石過(guò)量，稀鹽酸不夠，故實(shí)驗(yàn)4即使再增加石灰石的質(zhì)量，但生成二氧化碳的質(zhì)量仍然為4.4 g

（2）此時(shí)選擇計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)為石灰石全部反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)上面的分析，可以選擇實(shí)驗(yàn)1或2的數(shù)據(jù)均可，根據(jù)化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑中CaCO3與CO2的質(zhì)量關(guān)系，可求出CaCO3的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算這種石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

解：設(shè)CaCO3的質(zhì)量為x

CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

100 44

x 1.54g

100:44=x:1.54g

x=3.5g

石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=3.5g/5g×100%=70%