Question

下面是某化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過程，請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。

【研究課題】 探究草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物

【查閱資料】 該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢，獲得草酸及草酸晶體的一些相關(guān)知識(shí)：

名稱	分子式	顏色、狀態(tài)	溶解性	熔點(diǎn)/℃	密度/g·cm-3
草酸	H2C2O4	—	易溶于水	189.5	1.900
	H2C2O4·2H2O	無色晶體	—	101.5	1.650

備注：草酸晶體失去結(jié)晶水后，175 ℃以上開始分解。

【提出猜想】(1)_____________________________________________________。

(2)分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物。

【設(shè)計(jì)方案】 (1)請?jiān)O(shè)計(jì)完成“猜想(1)”的實(shí)驗(yàn)方案〔用簡要的實(shí)驗(yàn)裝置圖表示，要體現(xiàn)所使用儀器(加熱和夾持儀器不必畫出)和試劑〕。

(2)化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)繼續(xù)利用下圖所示裝置進(jìn)行“猜想(2)”的實(shí)驗(yàn)探究。已知：A、C、F中盛裝澄清石灰水，B中盛裝濃NaOH溶液，D中裝有堿石灰，E中裝有CuO。

①證明分解產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是___________________________；證明分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_________________________________________________________________。

②若未連接裝置G，要達(dá)到同樣的目的，可采取的措施是______________________________

_____________________________________________________________________。

【交流討論】 小李同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸強(qiáng)，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(jìn)一步研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)中CO₂的檢驗(yàn)提出質(zhì)疑。試根據(jù)相關(guān)信息，指出原設(shè)計(jì)中存在的問題，并提出實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施。

_____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

Answer 1

【提出猜想】 (1)草酸晶體中含有結(jié)晶水，受熱時(shí)會(huì)有水生成

【設(shè)計(jì)方案】(1)

(2)①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中黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，裝置F中澄清石灰水變渾濁

②在裝置F出氣導(dǎo)管的末端放一個(gè)燃著的酒精燈

【交流討論】 在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾，因而在裝置A之前可增加一個(gè)裝有水的洗氣裝置，用以溶解草酸

解析：本實(shí)驗(yàn)為研究性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也為開放性實(shí)驗(yàn)，提高思維的聯(lián)系性、順序性。由于草酸晶體中含有結(jié)晶水，所以加熱會(huì)有水生成，同時(shí)分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物。所以分解儀器見圖所示，如果CuSO₄變藍(lán)，證明有水生成。A中是澄清石灰水，如果渾濁，證明有CO₂氣體生成，B中盛裝濃NaOH溶液是除去CO₂氣體，C中澄清石灰水是驗(yàn)證CO₂氣體被除盡。D中CaCl₂是干燥劑，那么進(jìn)入E中的是干燥的氣體，如果黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，同時(shí)F中澄清石灰水渾濁說明草酸分解有CO氣體生成。由于CO是可燃性氣體，所以不能排空，那么G是用于收集CO氣體，或者采取點(diǎn)燃的方法。

在通入澄清石灰水之前加一個(gè)裝有水的洗氣裝置，用以溶解草酸。