Question

【題目】某化學興趣小組學習一氧化碳后，對如何制取一氧化碳產生了濃厚興趣，他們進行了如下的探究活動，請你參與完成探究實驗。

【查閱資料】（1）實驗室通常是利用草酸（化學式為H2C2O4）分解來制取一氧化碳的；

（2）草酸是一種無色透明狀晶體或粉末，在189.5℃或遇濃硫酸分解。

【提出問題】草酸在濃硫酸催化下能生成哪些物質？

【提出猜想】猜想1：草酸分解產物為CO2、CO ；

猜想2：草酸分解產物為CO2、H2O ；

猜想3：草酸分解產物為CO、H2O ；

猜想4：草酸分解產物為CO2、CO、H2O

.....

小組同學經過一番討論和推理后，認為只有猜想4能成立。

【實驗驗證】小組同學選用以下裝置（裝置可重復利用）驗證猜想4（草酸分解裝置省略）

（1）該小組所選用的裝置有一明顯缺陷是 。

（2）選擇裝置 可證明 的存在，反應的化學方程式為 。

（3）小麗認為用B裝置就可證明CO的存在，她依據的現象是 ；小剛認為她的做法不夠嚴謹，應結合A裝置進行CO的驗證。你認為小剛的質疑理由可能是： 。

（4）請用箭頭按順序連接驗證猜想4的整套實驗裝置（假設每步反應完全）（可根據需要添加裝置）

草酸分解產生的氣體→ 。

【實驗結論】實驗證明猜想4正確，請寫出草酸在濃硫酸催化下分解的化學方程式 。

Answer 1

【答案】（1）缺少尾氣處理裝置

（2）A（或C或BA） CO2（或H2O或CO） Ca(OH)2 + CO2→CaCO3↓+ H2O

（或CuSO4 + 5H2O → CuSO4·5H2O或CO + CuO△Cu + CO2）

（3）黑色粉末變?yōu)榱良t色 草酸分解有可能生成H2 ，H2也會使黑色粉末變?yōu)榱良t色

（4）C→A→C→B→C→A→尾氣處理

【實驗結論】 H2C2O4濃硫酸CO2 ↑+ CO ↑+ H2O

【解析】

試題分析：（1）由于一氧化碳有毒，該小組所選用的裝置有一明顯缺陷是：缺少尾氣處理裝置

（2）根據二氧化碳的化學性質：能使澄清石灰水變渾濁，故A可證明CO2的存在，反應的化學方程式為：Ca(OH)2 + CO2→CaCO3↓+ H2O；或根據無水硫酸銅遇水變藍，故選擇裝置C可證明H2O的存在，反應的化學方程式為：CuSO4 + 5H2O → CuSO4·5H2O；或根據一氧化碳的還原性，能還原氧化銅，故還可選擇裝置BA可證明CO的存在，反應的化學方程式為：CO + CuO△Cu + CO2

（3）根據一氧化碳的還原性，小麗認為用B裝置就可證明CO的存在，她依據的現象是黑色粉末變?yōu)榱良t色；小剛認為她的做法不夠嚴謹，應結合A裝置進行CO的驗證。你認為小剛的質疑理由可能是：草酸分解有可能生成H2 ，H2也具有還原性，會使黑色粉末變?yōu)榱良t色

（4）要驗證猜想4：即草酸分解產物為CO2、CO、H2O，那么一定要先驗證水的存在，若先驗證其它的氣體，有可能會引入水分，然后驗證二氧化碳，再接著驗證一氧化碳，故裝置的連接順序產生的氣體 → C→A→C→B→C→A→尾氣處理

【實驗結論】若猜想4正確，即草酸分解產物為CO2、CO、H2O，故草酸在濃硫酸催化下分解的化學方程式為：H2C2O4濃硫酸CO2 ↑+ CO ↑+ H2O