Question

【題目】某實驗小組制備草酸晶體(H2C2O4·2H2O)的實驗裝置如下：

已知：I.草酸(H2C2O4)是二元弱酸，熔點101～102℃；

II.草酸的溶解度如下表所示：

溫度/℃	20	30	40	50	60	70
溶解度/g·(100g水)－1	9.5	14.3	21.2	31.4	46.0	84.5

III.在催化劑和硫酸存在下，用濃硝酸氧化淀粉水解液可制備草酸，發(fā)生的主要反應(yīng)為：

C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。

回答下列問題：

(1)裝置A中儀器X名稱為___________，水從接口___________(填“a”或“b”)進入。

(2)裝置B的作用是___________；設(shè)計裝置C的目的是_________________________。

(3)反應(yīng)C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中，每生成1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________。

(4)將裝置A和C中反應(yīng)液濃縮、靜置結(jié)晶并過濾得粗草酸晶體，提純H2C2O4·2H2O的方法是_________________________。

(5)探究草酸的性質(zhì)：

①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，產(chǎn)生大量氣體，說明草酸的酸性比碳酸________(填“強”或“弱”)。

②向NaClO溶液中加入過量H2C2O4溶液，有氣泡產(chǎn)生，能解釋這一現(xiàn)象的離子方程式為___。

Answer 1

【答案】(球形)冷凝管 a 安全瓶 提高HNO3的利用率 6mol 重結(jié)晶 強 ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O

【解析】

(1)裝置A中儀器X名稱為(球形)冷凝管，冷卻水流向都是下進上出。

(2)裝置B中兩導管都短，主要是防止倒吸；在裝置C中，NO、NO2、O2反應(yīng)生成HNO3，能將淀粉水解液中的葡萄糖氧化為草酸。

(3)反應(yīng)C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中，有機物中C元素價態(tài)不一定相同，計算變價數(shù)比較麻煩，當然也可從平均化合價進行分析，還可從N元素的價態(tài)變化判斷電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目。

(4)裝置A和C最終都發(fā)生葡萄糖氧化為酸的反應(yīng)，最終所得溶液中都含草酸，從粗草酸晶體提純H2C2O4·2H2O的方法是溶解后再結(jié)晶。

(5)①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，產(chǎn)生大量氣體，應(yīng)為CO2，反應(yīng)滿足強酸制弱酸的原則。

②向NaClO溶液中加入過量H2C2O4溶液，有氣泡產(chǎn)生，則生成CO2，ClO-被還原為Cl-。

(1)裝置A中儀器X名稱為(球形)冷凝管，冷卻水從接口a進入。答案為：(球形)冷凝管；a；

(2)裝置B主要是為了防止倒吸，其作用為安全瓶；設(shè)計裝置C的目的是將A中產(chǎn)生的NO、NO2轉(zhuǎn)化為HNO3，提高HNO3的利用率。答案為：安全瓶；提高HNO3的利用率；

(3)從反應(yīng)C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中N元素分析，生成3molH2C2O4，同時生成(9molNO2＋3molNO)，N元素共得電子(9×1+3×3)mol；則每生成1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol。答案為：6mol；

(4)從粗草酸晶體提純H2C2O4·2H2O的方法是加水溶解后，再讓草酸結(jié)晶析出。答案為：重結(jié)晶；

(5)①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，產(chǎn)生大量氣體，應(yīng)為CO2，反應(yīng)滿足強酸制弱酸的原則，從而說明草酸的酸性比碳酸。答案為：強；

②向NaClO溶液中加入過量H2C2O4溶液，有氣泡產(chǎn)生，則生成CO2，ClO-被還原為Cl-，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O。答案為：ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O。