化学
某化学兴趣小组的同学,在学习了高中化学第三册中有关草酸的性质,查阅了在量资料,获得了草酸的一些信息,整理出下表:(1)草酸晶体分子式H2C2O4•2H2O颜色无色晶体熔点100.1℃受热至100.1℃时失去结晶水,成为无水草酸.(2)无水草酸结构简式HOOC-COOH溶解性能溶于水或乙醇特性大约在157℃升华(175℃以上发生分解).化学性质H2C2O4+Ba(OH)2=BaC2O4↓+2H2OHOOC-COOH >175℃ . CO2↑+CO↑+H2O↑该组同学依据上表设计了一套如图所示的实验装置
2019-04-20
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某化学兴趣小组的同学,在学习了高中化学第三册中有关草酸的性质,查阅了在量资料,获得了草酸的一些信息,整理出下表:
(1)草
酸晶体
分子式
H
2
C
2
O
4
•2H
2
O
颜色
无色晶体
熔点
100.1℃
受热至100.1℃时失去结晶水,成为无水草酸.
(2)无
水草酸
结构简式
HOOC-COOH
溶解性
能溶于水或乙醇
特性
大约在157℃升华(175℃以上发生分解).
化学性质
H
2
C
2
O
4
+Ba(OH)
2
=BaC
2
O
4
↓+2H
2
O
HOOC-COOH
>175℃
.
CO
2
↑+CO↑+H
2
O↑
该组同学依据上表设计了一套如图所示的实验装置,欲通过实验验证草酸受热分解的产物,并利用反应产生的CO气体来还原铁的某种氧化物(Fe
x
O
y
),以确定Fe
x
O
y
的组成.
请回答下列问题:
(1)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:
e接 ___、 ___ 接 ___、 ___ 接 ___、 ___ 接h.
(2)该组同学进行了下列实验操作:
①点燃B处的酒精灯;
②检查实验装置的气密性并装入药品;
③反应结束后,行熄灭B处的酒精灯,继续通入气体直到B中固体全部冷却后,再熄灭c处的酒精灯;
④点燃c处的酒精灯,开始反应,在装置E的I口处收集一试管气体,验纯;
⑤点燃尖嘴i处的酒精灯.
正确的实验操作顺序是: ___.
(3)收集气体验纯的目的是 ___.D装置中澄清石灰水的作用是 ___.E装置中澄清石灰水的作用是 ___.
(4)反应完全后,该组同学时行数据处理.反应前,称得硬质玻璃管的质量为54.00g,样品Fe
x
O
y
的质量为7.84g;反应后,称得硬质玻璃管与剩余固体的总质量为59.60g(其质量经同样操作后也不再发生变化),则样品Fe
x
O
y
中,x:y= ___.
(5)本实验有没有不妥之处?如果有,请答出改进的方案;若无,此问可不必答. ___.
优质解答
(1)乙二酸受热分解生成一氧化碳、二氧化碳和水,可在C装置完成,检验产物,应先检验水,用无水硫酸铜检验,选用A装置,检验二氧化碳并除去二氧化碳和水蒸气用D装置,检验一氧化碳用B和E装置,尾气处理用E装置,连接顺序为:eabfgcdh,故答案为:a;b;f;g;c;d;
(2)组装完仪器先检查气密性再装药品,然后加热草酸产生气体,待从i口出来的气体不含氧气时,点燃尾气,防止污染空气,点燃B处酒精灯,开始还原铁的氧化物,反应结束后,先熄灭B处酒精灯,待冷却后停止草酸的分解,故实验顺序为:②④⑤①③,故答案为:②④⑤①③;
(3)一氧化碳具有可燃性,防止与氧气混合发生爆炸,故需检验一氧化碳的纯度,D装置中氢氧化钡用来除去二氧化碳,D装置中澄清石灰水的作用是检验二氧化碳是否除净;E装置中澄清石灰水可检验二氧化碳的存在,即草酸分解产物是否有一氧化碳,
故答案为:防止装置中空气与CO的混合气受热时发生爆炸;检验CO
2
是否已除净;证明有新的CO
2
生成,并说明乙二酸分解产物中有CO;
(4)依据实验结果得到,反应后铁的质量为:59.60g-54.00g=5.60g,铁的氧化物中氧元素的质量为7.84g-5.60g=2.24g,依据元素物质的量计算得到比值,n(Fe):n(O)=
5.6g
56g/mol
:
2.24g
16g/mol
=0.1mol:0.14mol=5:7,即x:y=5:7,故答案为:5:7;
(5)根据题给信息,草酸易挥发,在在157℃升华,草酸和氢氧化钡也能生成沉淀,干扰二氧化碳的检验,可用水或无水乙醇吸收草酸,故在装置A与D之间加一个装有一定量水(或乙醇)的洗气瓶,故答案为:在装置A与D之间加一个装有一定量水(或乙醇)的洗气瓶(说明:A、D之间缺少一个吸收草酸蒸汽装置,草酸也可以使氢氧化钡溶液变浑浊).
(1)乙二酸受热分解生成一氧化碳、二氧化碳和水,可在C装置完成,检验产物,应先检验水,用无水硫酸铜检验,选用A装置,检验二氧化碳并除去二氧化碳和水蒸气用D装置,检验一氧化碳用B和E装置,尾气处理用E装置,连接顺序为:eabfgcdh,故答案为:a;b;f;g;c;d;
(2)组装完仪器先检查气密性再装药品,然后加热草酸产生气体,待从i口出来的气体不含氧气时,点燃尾气,防止污染空气,点燃B处酒精灯,开始还原铁的氧化物,反应结束后,先熄灭B处酒精灯,待冷却后停止草酸的分解,故实验顺序为:②④⑤①③,故答案为:②④⑤①③;
(3)一氧化碳具有可燃性,防止与氧气混合发生爆炸,故需检验一氧化碳的纯度,D装置中氢氧化钡用来除去二氧化碳,D装置中澄清石灰水的作用是检验二氧化碳是否除净;E装置中澄清石灰水可检验二氧化碳的存在,即草酸分解产物是否有一氧化碳,
故答案为:防止装置中空气与CO的混合气受热时发生爆炸;检验CO
2
是否已除净;证明有新的CO
2
生成,并说明乙二酸分解产物中有CO;
(4)依据实验结果得到,反应后铁的质量为:59.60g-54.00g=5.60g,铁的氧化物中氧元素的质量为7.84g-5.60g=2.24g,依据元素物质的量计算得到比值,n(Fe):n(O)=
5.6g
56g/mol
:
2.24g
16g/mol
=0.1mol:0.14mol=5:7,即x:y=5:7,故答案为:5:7;
(5)根据题给信息,草酸易挥发,在在157℃升华,草酸和氢氧化钡也能生成沉淀,干扰二氧化碳的检验,可用水或无水乙醇吸收草酸,故在装置A与D之间加一个装有一定量水(或乙醇)的洗气瓶,故答案为:在装置A与D之间加一个装有一定量水(或乙醇)的洗气瓶(说明:A、D之间缺少一个吸收草酸蒸汽装置,草酸也可以使氢氧化钡溶液变浑浊).
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