实验探究：草酸加热分解

1、实验探究：草酸加热分解（学生用）一、现行实验及存在的问题现行实验（人教版新高中化学第三册82页）设计如下：“如图1所示， 给试管中的乙二酸晶体加热，将分解产物先通入干燥的冷的小杯中，然后通人澄 清石灰水，观察现象。”第83页有如下实验结论：“乙二酸受热分解有C02和H20乙二酸晶体生成 图1乙二酸晶体受热分解存在的问题（1）实验装置不合理，实验过程中乙二酸熔化后流向试管口并有凝结，使实 验难于继续；（2）乙二酸（hzczo.）不同于乙二酸晶体o 一般来讲结晶水合 物受热首先失去结晶水，因此即便实验检验出有水生成也不能充分说明是乙二酸 受热分解有H20生成；（3）根据质量守恒定律或氧化还原反应中

2、化合价变化规律推测，乙二酸（HCQ ）受热分解除了有CO,和H20生成外，还应该有C。生成，而此实验设 计既没有设计如何检验C。，也没有考虑实验的安全性（环境安全与人身安 全）；（4）鉴于乙二酸易熔化（101 C102C） , 125C时升华迅速，且与石灰水 反应生成不溶性草酸钙沉淀。因此，如按图1所示加热，则不能证明使石灰水变 得浑浊的是CQ,也就不能得出草酸受热分解产生了 CQ o二、探究内容针对人教版新高中化学第三册82页草酸受热分解实验实际存在的问题, 本次实验的内容为：优化草酸受热分解实验条件并对草酸受热分解的产物进行探 究三、实验原理乙二酸（H2C2O4 ）俗称草酸，通常以二水合物

3、形式存在，乙二酸的加热到 100C时失去结晶水，熔化时失水并开始升华，乙二酸的分解温度在150 C以 上，分解反应的方程式为：HCOO- COOH 说 c以上 HCOOH+ CO2若继续升高温度至189C时则同时发生下列反应:HCOOH- HCOOH 加热 CQ +。+ H2O草酸升华产生的草酸蒸气和草酸分解生成的ca经导管通入到澄清石灰水 中都将与石灰水发生反应，相关反应方程式如下：Ca （OH）+C0=CaCQ J+HQCaCQ + CO2 4- H2O = Ca（HCQXH2C2O4 + Ca （OH）? = CaCQ J +2H.O四、主要物理常数名称分子式颜色、状态熔点 (C)分解温

4、度 （C）溶解度（g）密度（g-cnf5）乙二酸h2c2o4白色晶体189. 51898. 61.900二水合乙 二酸H.C0.2H.0无色晶体101175101. 650六、实验仪器及药品仪器：大试管1支、小试管4支、具支管一支、铁架台1个、酒精灯1个、漏斗 一个、不同规格橡皮塞各1个、玻璃棒1支、烧杯（250ml） 一个、广口瓶（200ml） 1个、胶头滴管、导管、火柴药品：无水乙二酸晶体、无水硫酸铜、碱石灰（s）、稀盐酸、醋酸、冰水、 蒸儒水 澄清石灰水的配制：取一药匙的氧化钙，加入约200ml水（或容器中加入八 分满的水，只要溶液成浑浊状即可），静置一段时间后，将上层澄清液慢慢倾倒 到

5、另一容器（将容液过滤也可），然后将容器口封好（避免和空气中的二氧化碳 接触）。七、实验装置图八、实验步骤按实验装置图连接好实验装置，检查装置的气密性。称取56g无水乙二酸于试管中，在玻璃管中部加入约1g的无水硫酸铜， 在烧杯中加人冰水，组成冰水浴，广口瓶内加入150ml的澄清石灰水。加热试管，不久试管内有冷凝液滴下，继续加热，无水硫酸铜变蓝，试管 内不断有液滴滴下，广口瓶内产生大量的气泡，澄清石灰水变浑浊。点燃经干燥管净化的余气，火焰呈浅蓝色火焰，罩上内壁用少量澄清石灰 水润湿的烧杯，石灰水变浑浊。停止加热，将广口瓶浑浊液进行分离，得到的沉淀分装至两支小试管，一 支试管加人稀盐酸，另一支试管加人醋酸，观察两支试管中是否有气泡产生、沉 淀是否溶解。九、注意事项实验时乙二酸的用量较多，主要是保证乙二酸升华后还有足够的乙二酸分 解成CO、CO?和甲酸，以便继续后面的反应。本实验不要在一看到澄清石灰水变浑浊就停止实验，而应该适当延长反应时间。若石灰水变浑浊后又变澄清，也是正常现象，因为CaCQ + CO= + HQ = Ca(HCODv应持续加热使温度迅速上升到分解温度，减少草酸的升华，并防止石灰水 倒吸至具