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實驗探究:草酸加熱分解(學(xué)生用)一、現(xiàn)行實驗及存在的問題 1.現(xiàn)行實驗(人教版新高中化學(xué)第三冊82頁)設(shè)計如下:“如圖1所示,給試管中的乙二酸晶體加熱,將分解產(chǎn)物先通入干燥的冷的小杯中, 然后通人澄清石灰水, 觀察現(xiàn)象?!?第83頁有如下實驗結(jié)論:“乙二酸受熱分解有CO2和H2O 生成。 2.存在的問題 (1)實驗裝置不合理,實驗過程中乙二酸熔化后流向試管口并有凝結(jié),使實驗難于繼續(xù); (2)乙二酸( ) 不同于乙二酸晶體() 。一般來講結(jié)晶水合物受熱首先失去結(jié)晶水,因此即便實驗檢驗出有水生成也不能充分說明是乙二酸受熱分解有H2O 生成; (3)根據(jù)質(zhì)量守恒定律或氧化還原反應(yīng)中化合價變化規(guī)律推測,乙二酸( ) 受熱分解除了有 和H2O 生成外,還應(yīng)該有生成,而此實驗設(shè)計既沒有設(shè)計如何檢驗,也沒有考慮實驗的安全性( 環(huán)境安全與人身安全) ; (4)鑒于乙二酸易熔化(101102),125時升華迅速,且與石灰水反應(yīng)生成不溶性草酸鈣沉淀。因此,如按圖1所示加熱, 則不能證明使石灰水變得渾濁的是,也就不能得出草酸受熱分解產(chǎn)生了 。二、探究內(nèi)容針對人教版新高中化學(xué)第三冊82頁草酸受熱分解實驗實際存在的問題,本次實驗的內(nèi)容為:優(yōu)化草酸受熱分解實驗條件并對草酸受熱分解的產(chǎn)物進行探究三、實驗原理 乙二酸(H2C2O4 )俗稱草酸, 通常以二水合物形式存在, 乙二酸的加熱到100時失去結(jié)晶水,熔化時失水并開始升華, 乙二酸的分解溫度在150 以上, 分解反應(yīng)的方程式為: 若繼續(xù)升高溫度至189時則同時發(fā)生下列反應(yīng): 草酸升華產(chǎn)生的草酸蒸氣和草酸分解生成的經(jīng)導(dǎo)管通入到澄清石灰水中都將與石灰水發(fā)生反應(yīng),相關(guān)反應(yīng)方程式如下:四、主要物理常數(shù)名稱分子式顏色、狀態(tài) 熔點()分解溫度()溶解度(g) 密度()乙二酸白色晶體189.51898.61.900二水合乙二酸無色晶體101175101.650六、實驗儀器及藥品 儀器:大試管1支、小試管4支、具支管一支、鐵架臺1個、酒精燈1個、漏斗一個、不同規(guī)格橡皮塞各1個、玻璃棒1支、燒杯(250ml)一個、廣口瓶(200ml)1個、膠頭滴管、導(dǎo)管、火柴 藥品:無水乙二酸晶體、無水硫酸銅、堿石灰(s)、稀鹽酸、醋酸、冰水、蒸餾水 澄清石灰水的配制:取一藥匙的氧化鈣,加入約200ml水(或容器中加入八分滿的水,只要溶液成渾濁狀即可),靜置一段時間后,將上層澄清液慢慢傾倒到另一容器(將容液過濾也可),然后將容器口封好(避免和空氣中的二氧化碳接觸)。七、實驗裝置圖 八、實驗步驟1 按實驗裝置圖連接好實驗裝置,檢查裝置的氣密性。 2.稱取56g無水乙二酸于試管中, 在玻璃管中部加入約1g的無水硫酸銅,在燒杯中加人冰水,組成冰水浴,廣口瓶內(nèi)加入150ml的澄清石灰水。 3.加熱試管,不久試管內(nèi)有冷凝液滴下,繼續(xù)加熱, 無水硫酸銅變藍, 試管內(nèi)不斷有液滴滴下, 廣口瓶內(nèi)產(chǎn)生大量的氣泡, 澄清石灰水變渾濁。4.點燃經(jīng)干燥管凈化的余氣, 火焰呈淺藍色火焰,罩上內(nèi)壁用少量澄清石灰水潤濕的燒杯, 石灰水變渾濁。5. 停止加熱,將廣口瓶渾濁液進行分離, 得到的沉淀分裝至兩支小試管, 一支試管加人稀鹽酸, 另一支試管加人醋酸, 觀察兩支試管中是否有氣泡產(chǎn)生、沉淀是否溶解。 九、注意事項 1.實驗時乙二酸的用量較多,主要是保證乙二酸升華后還有足夠的乙二酸分解成、和甲酸,以便繼續(xù)后面的反應(yīng)。 2.本實驗不要在一看到澄清石灰水變渾濁就停止實驗, 而應(yīng)該適當(dāng)延長反應(yīng)時間。若石灰水變渾濁后又變澄清,也是正?,F(xiàn)象, 因為。 3.應(yīng)持續(xù)加熱使溫度迅速上升到分解溫度,減少草酸的升華,并防止石灰水倒吸至具支試管內(nèi),使實驗現(xiàn)象不明顯。參考文
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