Question

2．草酸（H₂C₂O₄）是一種重要的有機(jī)化工原料．為探究草酸的制取和草酸的性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：實(shí)驗(yàn)室用硝酸氧化淀粉水解液法制備草酸，裝置如圖所示
①一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中
②控制反應(yīng)溫度55-60℃，邊攪拌邊緩慢滴加一定量的混合酸（65%的HNO₃與98%的H₂SO₄的質(zhì)量比2：1.25）
③反應(yīng)3小時(shí)，冷卻，抽濾后再重結(jié)晶得到草酸晶體，硝酸氧化淀粉水解液的反應(yīng)為：C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
（1）如圖實(shí)驗(yàn)裝置中儀器乙的名稱為：冷凝管．裝置B的作用是防C中液體倒吸進(jìn)A中（安全瓶）．
（2）檢驗(yàn)淀粉是否水解完全的方法：取樣，加碘水，看是否變藍(lán)，變藍(lán)則證明水解不完全，否則，水解完全．
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：探究草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)
（3）向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液時(shí)，可觀察到溶液由紫紅色變?yōu)榻�乎無(wú)色，寫出上述反應(yīng)的離子方程式：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（4）學(xué)習(xí)小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液時(shí)，溶液褪色總是先慢后快．為探究其原因，同學(xué)們做了如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2C2O4（aq）		KMnO4（H+）（aq）		MnSO4（S） （g）	褪色時(shí)間（S）
	C（mol•L-1）	V（mL）	C（mol•L-1）	V（mL）
實(shí)驗(yàn)1	0.1	2	0.01	4	0	30
實(shí)驗(yàn)2	0.1	2	0.01	4	5	4

由此你認(rèn)為溶液褪色總是先慢后快的原因是Mn²⁺起了催化劑的作用．
（5）草酸亞鐵在工業(yè)中有重要作用，草酸可以制備草酸亞鐵，步驟如下：
稱取FeSO₄•7H₂O 固體于小燒杯中，加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解．向此溶液中加入一定量的H₂C₂O₄溶液，將混合溶液加熱至沸，不斷攪拌，以免暴沸，待有黃色沉淀析出并沉淀后，靜置．傾出上清液，再加入少量水，并加熱，過(guò)濾，充分洗滌沉淀，過(guò)濾，用丙酮洗滌固體兩次并晾干．
①生成的草酸亞鐵需充分洗滌沉淀，檢驗(yàn)是否洗滌完全的方法是取最后一次洗滌液1～2mL置于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈．
②用丙酮洗滌固體兩次的目的是降低草酸亞鐵的溶解量，同時(shí)更快洗去表面的水分．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器構(gòu)造可知；反應(yīng)生成的氣體與C中氫氧化鈉溶液反應(yīng)，容易發(fā)生倒吸現(xiàn)象，裝置B為安全瓶，起到了防止倒吸的作用；
（2）淀粉遇碘變藍(lán)色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍(lán)色，則證明淀粉沒有完全水解，溶液若不顯色，則證明淀粉完全水解；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)⒉菟嵫趸�，�?jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式；
（4）對(duì)比試驗(yàn)1和試驗(yàn)2的反應(yīng)條件的區(qū)別，可以得出影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；
（5）①判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測(cè)濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質(zhì)，本題中草酸亞鐵的制備是用FeSO₄•7H₂O固體于小燒杯中加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解，因而沉淀表面可能會(huì)有稀H₂SO₄雜質(zhì)，因而應(yīng)該檢驗(yàn)最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉(zhuǎn)化成SO₄^2-的檢驗(yàn)；
②用丙酮洗滌兩次并晾干，丙酮易揮發(fā)，草酸亞鐵不溶于丙酮，有利于干燥，減少損失．

解答 解：（1）根據(jù)儀器構(gòu)造可知儀器乙為冷凝管；硝酸氧化淀粉水解液的反應(yīng)為：C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O，裝置C吸收尾氣，裝置B為安全瓶，防止C中液體倒吸進(jìn)A中；
故答案為：冷凝管；防C中液體倒吸進(jìn)A中（安全瓶）；
（2）淀粉遇碘變藍(lán)色，方法為：取樣，加碘水，看是否變藍(lán)，變藍(lán)則證明水解不完全，否則，完全；
故答案為：取樣，加碘水，看是否變藍(lán)，變藍(lán)則證明水解不完全，否則，水解完全；
（3）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，草酸能夠被氧化，導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應(yīng)的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（4）通過(guò)兩組實(shí)驗(yàn)比較知，其它條件相同，試驗(yàn)2中加入硫酸錳，其反應(yīng)時(shí)間短，說(shuō)明反應(yīng)速率快，從而證明反應(yīng)生成的Mn²⁺有催化作用，加快了反應(yīng)速率；
故答案為：Mn²⁺起了催化劑的作用；
（5）①本題中草酸亞鐵的制備是用FeSO₄•7H₂O固體于小燒杯中加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解，因而沉淀表面可能會(huì)有稀H₂SO₄雜質(zhì)，因而應(yīng)該檢驗(yàn)最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，具體操作為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液1～2mL置于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈；
②丙酮易揮發(fā)，草酸亞鐵不溶于丙酮，降低草酸亞鐵的溶解量，同時(shí)更快洗去表面的水分；
故答案為：降低草酸亞鐵的溶解量，同時(shí)更快洗去表面的水分．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的性質(zhì)，題目難度中等，注意掌握探究物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的方法，明確物質(zhì)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)操作方法為解答關(guān)鍵，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>