Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)，在學(xué)習(xí)了高中化學(xué)第三冊(cè)中有關(guān)草酸的性質(zhì)，查閱了在量資料，獲得了草酸的一些信息，整理出下表：

（1）草 酸晶體	分子式	H2C2O4?2H2O	顏色	無(wú)色晶體
	熔點(diǎn)	100.1℃	受熱至100.1℃時(shí)失去結(jié)晶水，成為無(wú)水草酸．
（2）無(wú) 水草酸	結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式	HOOC-COOH	溶解性	能溶于水或乙醇
	特性	大約在157℃升華（175℃以上發(fā)生分解）．
	化學(xué)性質(zhì)	H2C2O4+Ba（OH）2=BaC2O4↓+2H2O
		HOOC-COOH  ＞175℃  .   CO2↑+CO↑+H2O↑

該組同學(xué)依據(jù)上表設(shè)計(jì)了一套如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證草酸受熱分解的產(chǎn)物，并利用反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體來(lái)還原鐵的某種氧化物（Fe_xO_y），以確定Fe_xO_y的組成．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)所需的儀器裝置如圖所示，各裝置的連接順序?yàn)椋?br />e接

 

、

 

 接

 

、

 

 接

 

、

 

 接h．
（2）該組同學(xué)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)操作：
①點(diǎn)燃B處的酒精燈；
②檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性并裝入藥品；
③反應(yīng)結(jié)束后，行熄滅B處的酒精燈，繼續(xù)通入氣體直到B中固體全部冷卻后，再熄滅c處的酒精燈；
④點(diǎn)燃c處的酒精燈，開(kāi)始反應(yīng)，在裝置E的I口處收集一試管氣體，驗(yàn)純；
⑤點(diǎn)燃尖嘴i處的酒精燈．
正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是：

 

．
（3）收集氣體驗(yàn)純的目的是

 

．D裝置中澄清石灰水的作用是

 

．E裝置中澄清石灰水的作用是

 

．
（4）反應(yīng)完全后，該組同學(xué)時(shí)行數(shù)據(jù)處理．反應(yīng)前，稱得硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為54.00g，樣品Fe_xO_y的質(zhì)量為7.84g；反應(yīng)后，稱得硬質(zhì)玻璃管與剩余固體的總質(zhì)量為59.60g（其質(zhì)量經(jīng)同樣操作后也不再發(fā)生變化），則樣品Fe_xO_y中，x：y=

 

．
（5）本實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有不妥之處？如果有，請(qǐng)答出改進(jìn)的方案；若無(wú)，此問(wèn)可不必答．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）乙二酸受熱分解生成一氧化碳、二氧化碳和水，可在C裝置完成，檢驗(yàn)產(chǎn)物，應(yīng)先檢驗(yàn)水，用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，選用A裝置，檢驗(yàn)二氧化碳并除去二氧化碳和水蒸氣用D裝置，檢驗(yàn)一氧化碳用B和E裝置，尾氣處理用E裝置，據(jù)此選擇連接順序；
（2）組裝完儀器先檢查氣密性再裝藥品，CO具有可燃性，與氧氣混合可能爆炸，故還原鐵的氧化物前應(yīng)先檢驗(yàn)空氣是否排凈，實(shí)驗(yàn)后防止氧氣進(jìn)入，應(yīng)冷卻還原裝置后再停止分解草酸，據(jù)此確定實(shí)驗(yàn)順序；
（3）一氧化碳具有可燃性，防止與氧氣混合發(fā)生危險(xiǎn)，澄清石灰水可檢驗(yàn)二氧化碳的存在；
（4）依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，反應(yīng)后鐵的質(zhì)量為：59.60g-54.00g=5.60g，鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為7.84g-5.60g=2.24g，依據(jù)元素物質(zhì)的量計(jì)算得到比值；
（5）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在157℃升華，草酸和氫氧化鋇也能生成沉淀，干擾二氧化碳的檢驗(yàn)．

解答： 解：（1）乙二酸受熱分解生成一氧化碳、二氧化碳和水，可在C裝置完成，檢驗(yàn)產(chǎn)物，應(yīng)先檢驗(yàn)水，用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)，選用A裝置，檢驗(yàn)二氧化碳并除去二氧化碳和水蒸氣用D裝置，檢驗(yàn)一氧化碳用B和E裝置，尾氣處理用E裝置，連接順序?yàn)椋篹abfgcdh，故答案為：a；b；f；g；c；d；
（2）組裝完儀器先檢查氣密性再裝藥品，然后加熱草酸產(chǎn)生氣體，待從i口出來(lái)的氣體不含氧氣時(shí)，點(diǎn)燃尾氣，防止污染空氣，點(diǎn)燃B處酒精燈，開(kāi)始還原鐵的氧化物，反應(yīng)結(jié)束后，先熄滅B處酒精燈，待冷卻后停止草酸的分解，故實(shí)驗(yàn)順序?yàn)椋孩冖堍茛佗郏�故答案為：②④⑤①③�?br />（3）一氧化碳具有可燃性，防止與氧氣混合發(fā)生爆炸，故需檢驗(yàn)一氧化碳的純度，D裝置中氫氧化鋇用來(lái)除去二氧化碳，D裝置中澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)二氧化碳是否除凈；E裝置中澄清石灰水可檢驗(yàn)二氧化碳的存在，即草酸分解產(chǎn)物是否有一氧化碳，
故答案為：防止裝置中空氣與CO的混合氣受熱時(shí)發(fā)生爆炸；檢驗(yàn)CO₂是否已除凈；證明有新的CO₂生成，并說(shuō)明乙二酸分解產(chǎn)物中有CO；
（4）依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，反應(yīng)后鐵的質(zhì)量為：59.60g-54.00g=5.60g，鐵的氧化物中氧元素的質(zhì)量為7.84g-5.60g=2.24g，依據(jù)元素物質(zhì)的量計(jì)算得到比值，n（Fe）：n（O）=

5.6g

56g/mol

：

2.24g

16g/mol

=0.1mol：0.14mol=5：7，即x：y=5：7，故答案為：5：7；
（5）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在在157℃升華，草酸和氫氧化鋇也能生成沉淀，干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，可用水或無(wú)水乙醇吸收草酸，故在裝置A與D之間加一個(gè)裝有一定量水（或乙醇）的洗氣瓶，故答案為：在裝置A與D之間加一個(gè)裝有一定量水（或乙醇）的洗氣瓶（說(shuō)明：A、D之間缺少一個(gè)吸收草酸蒸汽裝置，草酸也可以使氫氧化鋇溶液變渾濁）．

點(diǎn)評(píng)：本題考察了草酸分解產(chǎn)物的檢驗(yàn)及鐵的氧化物組成，難度中等，注意檢驗(yàn)的先后順序，同時(shí)注意從實(shí)驗(yàn)安全的角度分析操作順序及題給信息的應(yīng)用．