Question

某化學學習小組的同學設計實驗來探究草酸受熱分解的產(chǎn)物，他們將草酸受熱分解得到的氣體通過如下圖所示裝置：

A、C、F中盛裝澄清石灰水，B中盛NaOH溶液，E中裝有CuO．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?BR>（1）證明產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是

裝置A中澄清石灰水變渾濁

，證明產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是

裝置C中澄清石灰水不變渾濁，裝置E中黑色固體變?yōu)榧t色，裝置F中澄清石灰水變渾濁

．
（2）導管G的作用是

處理尾氣，防止劇毒的CO污染空氣

．
（3）小李同學查閱相關資料發(fā)現(xiàn)：草酸是二元酸，酸性比碳酸強，在受熱分解過程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物．小李通過進一步研究認為：草酸蒸氣與石灰水反應生成草酸鈣白色沉淀，對實驗有干擾，因此需要在裝置A之前增加一個裝有

a

（填寫下列編號字母）的洗氣裝置．
a．水      b．NaOH溶液      c．Na₂CO₃溶液      d．飽和NaHCO₃溶液
（4）如果在E管中盛裝CuO和Cu₂O的混合物，根據(jù)F瓶增重可以測定混合物中CuO的質(zhì)量．當CuO和Cu₂O的混合物7.6 g全部被還原后，F(xiàn)裝置增重3.3 g，混合物中CuO的質(zhì)量為

4.0

 g；當原混合物質(zhì)量為a g，反應后F裝置增重b g時，b的取值范圍是（用含a的代數(shù)式表達）

11a

36

＜b＜

11a

20

．

Answer 1

分析：（1）二氧化碳能使石灰水變渾濁；一氧化碳具有還原性，能將氧化銅還原為金屬銅自身被氧化為二氧化碳；
（2）一氧化碳的尾氣處理可以采用點燃法；
（3）根據(jù)草酸蒸氣和二氧化碳的性質(zhì)來回答；
（4）根據(jù)化學方程式：CuO+CO

△   .

CO₂+Cu，Cu₂O+CO

△   .

CO₂+2Cu來計算氧化銅質(zhì)量，根據(jù)極限假設法來確定生成的二氧化碳質(zhì)量的取值范圍．

解答：解：（1）草酸受熱分解產(chǎn)物中，證明產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是裝置A中澄清石灰水變渾濁，一氧化碳具有還原性，能將氧化銅還原為金屬銅自身被氧化為二氧化碳，如果裝置C中澄清石灰水不變渾濁，裝置E中黑色固體變?yōu)榧t色，裝置F中澄清石灰水變渾濁，可以證明草酸受熱分解產(chǎn)物中存在二氧化碳，故答案為：裝置A中澄清石灰水變渾濁；裝置C中澄清石灰水不變渾濁，裝置E中黑色固體變?yōu)榧t色，裝置F中澄清石灰水變渾濁；
（2）一氧化碳的尾氣處理可以采用點燃法，所以導管G的作用是處理尾氣，防止劇毒的CO污染空氣，故答案為：處理尾氣，防止劇毒的CO污染空氣；
（3）草酸分解的氣體中含有CO₂，用氫氧化鈉溶液會將二氧化碳除去，無法進行下一步檢驗，故b錯，草酸既然是酸，那么就會跟碳酸根、碳酸氫根發(fā)生反應放出CO₂，對檢驗CO₂產(chǎn)生干擾，故c、d錯，故選a；
（4）設反應物中CuO為x mol，Cu₂O為ymol，混合物7.6g得到產(chǎn)物CO₂3.3g，根據(jù)方程式CuO+CO

△   .

CO₂+Cu，
Cu₂O+CO

△   .

CO₂+2Cu，可列方程組：80x+144y=7.6；（x+y）×44=3.3
     解得x=0.05，y=0.025，所以CuO質(zhì)量為：0.05mol×80g/mol=4.0g，根據(jù)化學反應，假設原反應物全為CuO，則得CO₂為

44a

80

g，假設原反應物全為Cu₂O，得CO₂為

44a

144

，b的取值范圍是：

11a

36

＜b＜

11a

20

，故答案為：4.0；

11a

36

＜b＜

11a

20

．

點評：本題是一道實驗探究題，主要考查了二氧化碳、一氧化碳、氫氣、水的檢驗方法，培養(yǎng)學生解決問題的能力，難度大．