Question

【題目】在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H2C2O4）受熱分解生成碳的氧化物和水．某化學課外興趣小組對碳的氧化物的成分進行了實驗探究．

（提出問題）如何通過實驗確定碳的氧化物的成分．

（猜想）

猜想1	猜想2	猜想3
只有CO	只有CO2	______

（設計實驗）基于猜想3，興趣小組同學設計了如圖實驗裝置：

（實驗探究）

（1）實驗過程中觀察到A裝置中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解時有CO2氣體產生,A中發生的化學方程式為_______已知：氫氧化鈉和氫氧化鈣具有相似的化學性質。寫出B中發生的化學方程式為______

（2）實驗過程中還觀察到以下實驗現象：①C裝置中澄清石灰水不變渾濁；②E裝置中_____；③F裝置中澄清石灰水變渾濁，證明有CO氣體．

（實驗結論）通過實驗探究證明：猜想3成立．草酸分解的化學方程式是_______．

（問題討論）

（1）C裝置的作用是_______

（2）裝置末端酒精燈的作用是尾氣處理，寫出發生反應的化學方程式_____。

（計算）某研究性學習小組的同學前往當地的石灰石礦區進行調查，他們取了若干塊礦石樣品，對樣品中的碳酸鈣的質量分數進行檢測，采用了以下的辦法：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分四次加入，測量過程所得數據見下表（雜質不溶于水，不與鹽酸反應）．

序號	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀鹽酸質量g	10	10	10	10
剩余固體質量g	5.5	3.0	1.2	m

請計算：

（1）哪幾次反應中碳酸鈣有剩余________；

（2）上表中的m的數值應為________；

（3）這種石灰石中碳酸鈣的質量分數為多少？（寫出計算過程）______

Answer 1

【答案】CO和CO2 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O 黑色粉末變成紅色 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 檢驗二氧化碳是否被除盡 2CO+O22CO2 一、二 1.2 85%

【解析】

[猜想]碳的氧化物可能是一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；故可根據猜想1、2的內容，推測猜想3的內容；故填：CO和CO2；

[實驗探究]（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水；氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，故填： CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；

（2）C裝置中澄清石灰水不變渾濁，說明原有的二氧化碳已經被完全吸收；E裝置中黑色粉末變成紅色，說明氧化銅被還原；F中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成，說明還原氣是CO；故填：黑色粉末變成紅色；

[實驗結論]
草酸受熱分解生成水、一氧化碳和二氧化碳，反應的化學方程式為：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O。故填：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；

[問題討論]

（1）C裝置的作用是檢驗二氧化碳是否被除盡。故填：檢驗二氧化碳是否被除盡；

（2）裝置末端酒精燈的作用是尾氣處理，發生的反應是一氧化碳在空氣中燃燒生成二氧化碳，反應的化學方程式為：2CO+O22CO2；故填：2CO+O22CO2；

[計算]

（1）每次加入的鹽酸質量是相等的，但是第一、二次減少2.5g，第三次減少1.8g，所以第一次、第二次反應后碳酸鈣質量有剩余；
（2）每次加入的鹽酸質量是相等的，但是第一、二次減少2.5g，第三次只減少1.8g，說明碳酸鈣完全反應，只剩余不和稀鹽酸發生反應的雜質，所以第四次反應后剩余固體質量也是1.2g；
（3）通過第三次和的四次的數據可知：樣品中雜質的質量為1.2g，所以石灰石中碳酸鈣的質量分數為：×100%=85%．
故填：（1）一、二；（2）1.2；（3）85%．