Question

【題目】草酸是一種酸，草酸晶體（H2C2O42H2O）易溶于水，熔點較低，加熱會熔化、氣化和分解。草酸（H2C2O4）與氫氧化鈣的反應：H2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓(白色)+2H2O。

（分析討論）

實驗室可用加熱草酸晶體分解的方法獲得CO

（1）先加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O，其化學方程式是_____；

（2）最后用如圖裝置收集CO，氣體應從_____端進入（選填“a”或“b”）。

（實驗反思）

（3）甲認為如圖中試管口應略向下傾斜，老師、同學討論后一致認為裝置是正確的，理由是_____。

（4）實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，乙認為一定是由草酸晶體受熱分解產生的CO2所導致，丙認為乙的結論不嚴密，理由是_____。

（生活鏈接）菠菜營養豐富，但菠菜豆腐同食，易得結石（主要成分草酸鈣晶體），小組同學對草酸鈣晶體的性質及組成產生了興趣。

（性質探究）按下圖裝置將草酸鈣晶體（CaC2O4·xH2O）樣品高溫加熱，使其完全分解并檢驗產生的氣體。

（問題討論）

（5）B中觀察到_____現象，說明反應生成了水；

（6）C、G中澄清石灰水均變渾濁，說明反應還生成_____和_____氣體。

（7）有同學認為上述結論不嚴謹，并不能得出有一氧化碳生成的結論。請說明理由_____。

（組成確定）

（8）利用熱分析儀對草酸鈣晶體（CaC2O4·xH2O）進行熱分解，獲得相關數據，繪制成固體質量—分解溫度的關系如圖。

①溫度為200℃左右時，晶體全部失去結晶水，晶體中結晶水的質量為_____g。

②計算CaC2O4·xH2O中的x（CaC2O4的相對分子質量：128），x=_____。

③800℃以上時，經檢驗殘留固體為氧化物，圖中m的值是_____。

④寫出固體質量由12.8g變為10.0g時的化學方程式_____。

Answer 1

【答案】H2C2O42H2O CO↑+CO2↑+3H2O↑ b 草酸熔點較低，加熱分解時，先熔化后分解所以試管口略向上傾斜 可能是草酸氣體進入澄清石灰水，生成草酸鈣白色沉淀 無水硫酸銅變藍 CO CO2 可能氫氧化鈉沒有將二氧化碳完全吸收 1.8 1 5.6 CaC2O4CaCO3+CO↑

【解析】

分析討論：

（1）根據“加熱草酸晶體生成CO、CO2和H2O”，故其化學方程式是H2C2O42H2O CO↑+CO2↑+3H2O↑；

（2）CO極難溶于水，密度比水小，用圖1裝置排水法收集CO，氣體應從b端進入；

實驗反思：

（3）甲認為圖2中試管口應略向下傾斜，原因是草酸熔點較低，加熱分解時，先熔化后分解，所以試管口略向上傾斜；

（4）實驗中觀察到澄清石灰水變渾濁，乙認為一定是由草酸晶體受熱分解產生的CO2所導致，丙認為乙的結論不嚴密，理由是草酸加熱氣化產生草酸（H2C2O4）氣體與氫氧化鈣反應生成CaC2O4沉淀；

（5）硫酸銅粉末遇水變藍色，將草酸鈣晶體（CaC2O4xH2O）樣品高溫加熱，B中觀察到硫酸銅粉末變藍現象，說明反應生成了水；

（6）C中澄清石灰水均變渾濁，說明反應還生成CO2氣體；G中澄清石灰水均變渾濁，說明反應還生成CO氣體，因為一氧化碳與氧化銅反應會生成二氧化碳；

（7）根據上述實驗分析可知草酸加熱有二氧化碳生成，若經過氫氧化鈉溶液，不能使二氧化碳完全吸收，G中澄清石灰水也會變渾濁，可在D 和 E 裝之間再增加一個盛澄清石灰水的洗氣瓶，若該洗氣瓶中澄清石灰水不變渾濁，若G中澄清石灰水變渾濁則說明草酸分解產生了二氧化碳。有同學認為上述結論不嚴謹，并不能得出有一氧化碳生成的結論。理由可能氫氧化鈉沒有將二氧化碳完全吸收。

（8）①溫度為200℃左右時，晶體全部失去結晶水，晶體中結晶水的質量為14.6g-12.8g=1.8g；

②根據圖像可知0～200℃是晶體失去結晶水的過程，14.6克CaC2O4xH2O失去水后生成12.8克CaC2O4，

，解得x═1；

③800℃以上時，經檢驗殘留固體為氧化物，根據質量守恒定律可知，該固體氧化物是氧化鈣，設生成氧化鈣的質量為y。

，解得x=5.6g，即圖中m的值是5.6g；

④根據圖像可知800℃以上時，反應生成了氧化鈣，氧化鈣可能是由碳酸鈣分解所得，400℃時草酸鈣分解，可能生成了碳酸鈣，若生成碳酸鈣，則10g的固體為碳酸鈣，10g碳酸鈣固體中，鈣元素的質量= ，碳元素的質量=，氧元素的質量=10g-4g-1.2g=4.8g；12.8g草酸鈣中鈣元素的質量=；碳元素的質量=，氧元素的質量=12.8g-2.4g-4g=6.4g，根據質量守恒定律可知，草酸鈣分解后的產物中除了碳酸鈣外，其他物質中碳元素的質量=2.4g-1.2g=1.2g；氧元素的質量=6.4g-4.8g=1.6g，其他物質的質量=1.2g+1.6g=2.8g，與題設中生成其他物質的質量=12.8g-10g=2.8g相同。假設成立，碳原子與氧原子的個數比=，所以草酸鈣分解后的產物中除了碳酸鈣外，還有CO；反應的化學方程式是：CaC2O4CaCO3+CO↑。