Question

【題目】草酸是一種二元弱酸，可用作還原劑、絡(luò)合劑、掩蔽劑、沉淀劑。某校課外小組的同學(xué)設(shè)計利用C2H2氣體制取H2C2O4·2H2O。

回答下列問題：

（1）甲組的同學(xué)利用電石（主要成分CaC2,少量CaS及Ca3P2等）并用下圖裝置制取C2H2［反應(yīng)原理為：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2(g) △H<0，反應(yīng)劇烈］:

① 裝置A用飽和食鹽水代替水并緩慢滴入燒瓶中，其目的是__________。

② 裝置B中，NaClO將H2S、PH3氧化為硫酸及磷酸，本身還原為NaCl，其中H2S被氧化的離子方程式為________。

（2）乙組的同學(xué)根據(jù)文獻資料，用Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化乙炔制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如下：

①裝置D多孔球泡的作用是_________；裝置E的作用是________。

②D中生成H2C2O4的化學(xué)方程式為_______。

③從裝置D得到產(chǎn)品，還需經(jīng)過濃縮結(jié)晶、________（填操作名稱）洗滌及干燥。

（3）丙組設(shè)計了測定乙組產(chǎn)品在H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分數(shù)實驗。他們的實驗步驟如下：精確稱取m g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水溶解，在加入少量稀硫酸，然后用cmol/L酸性KMnO4標準溶液進入滴定，滴至溶液顯微紅色；共消耗標準溶液VmL。

①滴定時，KMnO4標準溶液盛放在__________滴定管中（填“酸式”或“堿式”）。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，其反應(yīng)的離子方程式為_____，滴定過程中發(fā)現(xiàn)褪色速率先慢后逐漸加快，其主要原因是__________。

③產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為_________（列出含m、c、v的表達式）。

Answer 1

【答案】 減慢反應(yīng)速率，平緩地產(chǎn)生乙炔 H2S + 4ClO－= SO42－+ 4Cl－+2H+ 增大乙炔氣體與硝酸的接觸面，充分反應(yīng) 防止倒吸 C2H2+8HNO3 H2C2O4+8NO2+4H2O 過濾 酸式 2MnO4++5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O 生成的Mn2+是該反應(yīng)的催化劑

【解析】試題分析：（1）飽和食鹽水代替水能減緩反應(yīng)速率。

②NaClO與H2S反應(yīng)生成硫酸和NaCl。

（2）①多孔球泡能增大氣體與液體的接觸面；裝置E能防倒吸。

②硝酸與乙炔反應(yīng)生成H2C2O4和NO2。

③從裝置D得到產(chǎn)品，還需經(jīng)過濃縮結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥。

（3）①KMnO4標準溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2，根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析滴定過程中發(fā)現(xiàn)褪色速率先慢后逐漸加快的主要原因。

③根據(jù)化學(xué)方程式計算產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分數(shù)。

解析：根據(jù)以上分析，（1）飽和食鹽水代替水能減緩反應(yīng)速率，平緩地產(chǎn)生乙炔。

②NaClO與H2S反應(yīng)生成硫酸和NaCl，反應(yīng)離子方程式為H2S + 4ClO－= SO42－+ 4Cl－+2H+。

（2）①多孔球泡能增大氣體與液體的接觸面，提高反應(yīng)速率及原料利用率；裝置E氣體短進長處，所以能防倒吸。

②硝酸與乙炔反應(yīng)生成H2C2O4和NO2，反應(yīng)方程式為C2H2+8HNO3 H2C2O4+8NO2+4H2O。

③從裝置D得到產(chǎn)品，還需經(jīng)過濃縮結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥。

（3）①KMnO4標準溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠，KMnO4標準溶液盛放在酸式滴定管中。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2，反應(yīng)離子方程式為2MnO4++5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O，根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，滴定過程中發(fā)現(xiàn)褪色速率先慢后逐漸加快的主要原因是生成的Mn2+是該反應(yīng)的催化劑。

③設(shè)產(chǎn)品中H2C2O4·2H2O的物質(zhì)的量為x mol。

2MnO4+ + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O

2 5

VmLcmol/L x

X=2.5VC，質(zhì)量分數(shù)為