Question

17．草酸鈣（化學(xué)式為CaC₂O₄，相對分子質(zhì)量為128）是一種難溶于水的白色固體，受熱能分解．小紅同學(xué)為了探究其在加熱條件下發(fā)生的變化，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取12.8g草酸鈣固體在不斷加熱的條件下測得剩余固體的質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖所示．請回答下列問題：
（1）t₁～t₂時(shí)問段內(nèi)固體質(zhì)量減少的原因是產(chǎn)生了一種極易與血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，該氣體的化學(xué)式為CO；同時(shí)生成一種白色同體，它與大理石的主要成分相同，則該段時(shí)問內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑．
（2）t₂～t₃時(shí)間段內(nèi)固體質(zhì)量不變的原因是草酸鈣已完全分解，但尚未達(dá)到碳酸鈣的分解溫度．
（3）t₃～t₄時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑．
（4）小強(qiáng)和小明另取12.8g草酸鈣固體加熱一段時(shí)間后，對剩余固體的成分進(jìn)行探究．
【查閱資料】CaC₂O₄能與稀鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaC₂O₄+2HCl=CaCl₂+H₂C₂O₄；草酸（H₂C₂O₄）是一種可溶于水的酸．
【設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn)】

同學(xué)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
小強(qiáng)	取少量固體放入燒杯中，加適量水并攪拌	燒杯發(fā)熱	剩余固體中一定含有CaO（或氧化鈣）． 一定不含有CaC2O4．
小明	另取少量固體放入試管中，加足量稀鹽酸	有氣體產(chǎn)生	剩余固體中一定含有CaCO3（或碳酸鈣）．

【交流與討論】三位同學(xué)經(jīng)交流后認(rèn)為，該剩余固體與圖中t₃～t₄時(shí)間段的物質(zhì)成分相同．

Answer 1

分析 （1）在t₁～t₂時(shí)間段內(nèi)，加熱草酸鈣時(shí)產(chǎn)生了極易與血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，此氣體是一氧化碳，一種白色固體與大理石的主要成分相同，應(yīng)是碳酸鈣，因此，在加熱草酸鈣時(shí)，草酸鈣易分解為碳酸鈣和一氧化碳；
（2）當(dāng)草酸鈣完全分解而又未達(dá)到碳酸鈣分解的溫度時(shí)，剩余固體的質(zhì)量不變，這就是在t₂～t₃時(shí)間段內(nèi)剩余固體質(zhì)量不變的原因；
（3）當(dāng)對上述固體繼續(xù)加熱時(shí)，生成的碳酸鈣又分解為氧化鈣和二氧化碳，由于放出二氧化碳又會(huì)使剩余固體的質(zhì)量減少；
（4）向清液中加入紫色石蕊試液，試液變成藍(lán)色，溶液顯堿性，溶液顯堿性的原因是由于剩余固體中生成的氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，因?yàn)槿芤猴@堿性，一定沒有草酸鈣；向剩余固體中加入稀鹽酸，有氣體產(chǎn)生，可推出剩余固體中一定有碳酸鈣．綜上所述，剩余固體中有氧化鈣、碳酸鈣．由于碳酸鈣未完全分解，小強(qiáng)和小明加熱的草酸鈣的剩余物與t₃～t₄時(shí)間段的物質(zhì)成分相同．

解答 解：（1）在 t₁～t₂時(shí)問段內(nèi)：產(chǎn)生了一種極易與血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，該氣體是一氧化碳，化學(xué)式是CO；產(chǎn)生的一種白色固體，它與大理石的主要成分相同，這種那白色固體是碳酸鈣．發(fā)生反應(yīng)的方程式是：CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑
    （2）碳酸鈣分解的溫度要高于草酸鈣分解的溫度，當(dāng)草酸鈣完全分解，而溫度又未達(dá)到碳酸鈣的分解溫度時(shí)，固體的質(zhì)量不變，所以，t₂～t₃時(shí)間段內(nèi)固體質(zhì)量不變．
    （3）在t₃～t₄時(shí)間段內(nèi)，碳酸鈣發(fā)生了分解，方程式為：CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
    （4）向清液中加入紫色石蕊試液，試液變成藍(lán)色，溶液顯堿性，溶液顯堿性的原因是由于剩余固體中的氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，因?yàn)槿芤猴@堿性，一定沒有草酸鈣；通過向剩余固體中加入稀鹽酸，有氣體產(chǎn)生，可推出剩余固體中一定有碳酸鈣．綜上所述，剩余固體中由氧化鈣、碳酸鈣，與t₃～t₄時(shí)間段的物質(zhì)成分相同．
    故答為：（1）CO，CaC₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃+CO↑
   （2）草酸鈣已完全分解，但尚未達(dá)到碳酸鈣的分解溫度
   （3）CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
   （4）

同學(xué)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
小強(qiáng)			CaO（或氧化鈣）
小明			CaCO3（或碳酸鈣）

t₃～t₄

點(diǎn)評 本題通過實(shí)驗(yàn)探究了草酸鈣的性質(zhì)和變化規(guī)律．草酸鈣受熱易分解生成了碳酸鈣和一氧化碳，因?yàn)榉懦隽艘谎趸�碳，剩余固體的質(zhì)量減少．當(dāng)草酸鈣完全分解后繼續(xù)加熱一段時(shí)間后，剩余固體的質(zhì)量又減少，這時(shí)一定要聯(lián)想我們已學(xué)過的知識(shí)碳酸鈣高溫也能分解為氧化鈣和放出二氧化碳，也會(huì)造成剩余固體質(zhì)量的減少，這是解答本題的關(guān)鍵．