Question

【題目】某化學(xué)興趣小組學(xué)習(xí)一氧化碳后，對(duì)如何制取一氧化碳產(chǎn)生了濃厚興趣，他們進(jìn)行了如下的探究活動(dòng)，請(qǐng)你參與完成探究實(shí)驗(yàn)。

【查閱資料】（1）實(shí)驗(yàn)室通常是利用草酸（化學(xué)式為H2C2O4）分解來制取一氧化碳的；

（2）草酸是一種無色透明狀晶體或粉末，在189.5℃或遇濃硫酸分解。

【提出問題】草酸在濃硫酸催化下能生成哪些物質(zhì)？

【提出猜想】猜想1：草酸分解產(chǎn)物為CO2、CO ；

猜想2：草酸分解產(chǎn)物為CO2、H2O ；

猜想3：草酸分解產(chǎn)物為CO、H2O ；

猜想4：草酸分解產(chǎn)物為CO2、CO、H2O

.....

小組同學(xué)經(jīng)過一番討論和推理后，認(rèn)為只有猜想4能成立。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】小組同學(xué)選用以下裝置（裝置可重復(fù)利用）驗(yàn)證猜想4（草酸分解裝置省略）

（1）該小組所選用的裝置有一明顯缺陷是 。

（2）選擇裝置 可證明 的存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（3）小麗認(rèn)為用B裝置就可證明CO的存在，她依據(jù)的現(xiàn)象是 ；小剛認(rèn)為她的做法不夠嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)結(jié)合A裝置進(jìn)行CO的驗(yàn)證。你認(rèn)為小剛的質(zhì)疑理由可能是： 。

（4）請(qǐng)用箭頭按順序連接驗(yàn)證猜想4的整套實(shí)驗(yàn)裝置（假設(shè)每步反應(yīng)完全）（可根據(jù)需要添加裝置）

草酸分解產(chǎn)生的氣體→ 。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】實(shí)驗(yàn)證明猜想4正確，請(qǐng)寫出草酸在濃硫酸催化下分解的化學(xué)方程式 。

Answer 1

【答案】（1）缺少尾氣處理裝置

（2）A（或C或BA） CO2（或H2O或CO） Ca(OH)2 + CO2→CaCO3↓+ H2O

（或CuSO4 + 5H2O → CuSO4·5H2O或CO + CuO△Cu + CO2）

（3）黑色粉末變?yōu)榱良t色 草酸分解有可能生成H2 ，H2也會(huì)使黑色粉末變?yōu)榱良t色

（4）C→A→C→B→C→A→尾氣處理

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 H2C2O4濃硫酸CO2 ↑+ CO ↑+ H2O

【解析】

試題分析：（1）由于一氧化碳有毒，該小組所選用的裝置有一明顯缺陷是：缺少尾氣處理裝置

（2）根據(jù)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：能使澄清石灰水變渾濁，故A可證明CO2的存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca(OH)2 + CO2→CaCO3↓+ H2O；或根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍(lán)，故選擇裝置C可證明H2O的存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuSO4 + 5H2O → CuSO4·5H2O；或根據(jù)一氧化碳的還原性，能還原氧化銅，故還可選擇裝置BA可證明CO的存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO + CuO△Cu + CO2

（3）根據(jù)一氧化碳的還原性，小麗認(rèn)為用B裝置就可證明CO的存在，她依據(jù)的現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)榱良t色；小剛認(rèn)為她的做法不夠嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)結(jié)合A裝置進(jìn)行CO的驗(yàn)證。你認(rèn)為小剛的質(zhì)疑理由可能是：草酸分解有可能生成H2 ，H2也具有還原性，會(huì)使黑色粉末變?yōu)榱良t色

（4）要驗(yàn)證猜想4：即草酸分解產(chǎn)物為CO2、CO、H2O，那么一定要先驗(yàn)證水的存在，若先驗(yàn)證其它的氣體，有可能會(huì)引入水分，然后驗(yàn)證二氧化碳，再接著驗(yàn)證一氧化碳，故裝置的連接順序產(chǎn)生的氣體 → C→A→C→B→C→A→尾氣處理

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】若猜想4正確，即草酸分解產(chǎn)物為CO2、CO、H2O，故草酸在濃硫酸催化下分解的化學(xué)方程式為：H2C2O4濃硫酸CO2 ↑+ CO ↑+ H2O