Question

【題目】某學習小組同學在用高錳酸鉀做實驗時不慎沾到手上，導致皮膚變成了棕褐色，老師提供草酸溶液給同學洗手，棕褐色立刻消失。

同學對草酸產生了興趣，經請教老師獲知，草酸(H2C2O4)在通常狀況下為固體，是一種易溶于水的酸，廣泛存在于植物源食品中。草酸固體在濃硫酸的催化作用下，受熱分解生成碳的氧化物和水，小組同學對生成物中碳的氧化物的種類進行了如下探究。

（提出問題）生成物中有哪幾種碳的氧化物？

（進行猜想）猜想1：只有CO：猜想2：只有CO2；猜想3：同時含有CO和CO2。

（查閱資料）氧化碳不能與澄清石灰水反應：濃硫酸有吸水性。

（實驗探究）同學設計了如圖所示裝置進行實驗：

(1)實驗時，當觀察到裝置A中的現象為_____，說明草酸的分解產物中有CO2氣體存在。

(2)為了實驗安全，在實驗開始應先通一會兒氣體，再_____；實驗完應該待玻璃管冷卻后再停通入氣體，目的是為了_____。

實驗過程中，觀察到C中現象是_____，由此得出草酸分解產物有CO氣體有在；同學甲認為，這時也可以根據D中清石灰水變渾濁了，而得出草酸分解產物中含有CO氣體的結論，同學們經討論后認為甲的判斷不正確，理由是_____。

(3)裝置C中直玻璃管內氧化鐵等所發生反應的化學方程式為_____。

（實驗結論）(4)通過實驗，可得到的結論是猜想3正確。請寫出草酸在濃酸的催化下，受熱分解的化學方程式：_____。

（問題討論）(5)裝置B的作用是_____。裝置D的作用是_____(答一條即可)。

(6)草酸與高錳酸鉀反應的化學方程式為3H2C2O4+2KMnO4＝K2CO3+2MnO2+3H2O+5CO2↑；又知在化學反應中，有元素化合價升高的反應物為還原劑，有元素化合價降低的反應物為氧化劑，則此反應中的氧化劑是_____。

Answer 1

【答案】澄清石灰水變渾濁 點燃酒精噴燈 防止高溫的鐵被重新氧化 紅色粉末逐漸變成黑色 澄清石灰水中氫氧化鈣的溶解度較小，除去二氧化碳不徹底 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 干燥二氧化碳氣體 檢驗有二氧化碳生成，收集一氧化碳 高錳酸鉀

【解析】

（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以實驗時，當觀察到裝置A中的現象為：澄清石灰水變渾濁，說明草酸的分解產物中有CO2氣體存在，故填澄清石灰水變渾濁。

（2）一氧化碳和空氣的混合氣點燃可能發生爆炸，所以為了實驗安全，在實驗開始應先通一會兒氣體，再點燃酒精噴燈，故填點燃酒精噴燈；

實驗完應該待玻璃管冷卻后再停通入氣體，目的是為了：防止高溫的鐵被重新氧化，故填防止高溫的鐵重新被氧化；

一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，所以實驗過程中，觀察到C中現象是：紅色粉末逐漸變成黑色，所以得出草酸分解產物中含有CO氣體的結論，故填紅色粉末逐漸變成黑色；

同學們經討論后認為甲的判斷不正確，理由是：澄清石灰水中氫氧化鈣的溶解度較小，除去二氧化碳不徹底，故填澄清石灰水中氫氧化鈣的溶解度較小，除去二氧化碳不徹底；

（3）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

（4）草酸在濃硫酸的催化作用下加熱生成一氧化碳、二氧化碳和水，故反應的化學方程式寫為：。

（5）濃硫酸具有吸水性，可以吸收氣體中的水分，干燥氣體，故填干燥二氧化碳氣體；

氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，一氧化碳難溶于水，密度比水小，裝置D的作用是檢驗有二氧化碳生成，收集一氧化碳，故填檢驗有二氧化碳生成，收集一氧化碳。

（6）在化學反應中，有元素化合價升高的反應物為還原劑，有元素化合價降低的反應物為氧化劑，高錳酸鉀中錳元素的化合價是+6，二氧化錳中錳元素的化合價是+4，所以此反應中的氧化劑是高錳酸鉀，故填高錳酸鉀。