Question

已知：草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）于100℃開始失水，101.5℃熔化，約157℃時升華，于175℃受熱分解．某校甲、乙兩組學(xué)生用不同方式探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)并測定其結(jié)晶水的含量．
Ⅰ．甲組用滴定法測定草酸晶體中結(jié)晶水的含量．
步驟一：稱取5.0g純凈的草酸晶體，配制成250mL溶液．
步驟二：取0.04mol?L^-1標(biāo)準(zhǔn)酸性KMnO₄溶液25.00mL于錐形瓶中，用所配溶液滴定至終點(diǎn)．
請回答下列問題：
①配制草酸溶液的操作步驟依次是：將晶體置于燒杯中，加水溶解，將溶液轉(zhuǎn)移入

 

，洗滌，定容，搖勻．
②完善下面滴定反應(yīng)的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

H₂C₂O₄+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

 

+

 

H₂O
③在“步驟一”和“步驟二”測定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是

 

（填“步驟一”或“步驟二”）．
④其它操作均正確的情況下，下列操作可能使測定結(jié)果偏大的是

 

A．錐形瓶瓶壁殘留蒸餾水就轉(zhuǎn)移入酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用待測溶液潤洗就加入待測液進(jìn)行滴定
C．滴定前酸式滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失
D．滴定完成后俯視刻度
Ⅱ．乙組同學(xué)為探究草酸的性質(zhì)，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置未標(biāo)出）：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍(lán)，F(xiàn)中CuO粉末部分變紅．據(jù)此回答：
①草酸分解的化學(xué)方程式為

 

．
②乙組同學(xué)將B裝置稱量，卻發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無誤，則其原因可能是

 

．
③乙組中某同學(xué)認(rèn)為可以利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，立即遭到其他同學(xué)的反對，其反對的理由是

 

．

Answer 1

分析：Ⅰ，①草酸溶解后轉(zhuǎn)移到250ml的容量瓶定容，得到所配置的溶液；
②分析反應(yīng)前后元素化合價變化可知，Mn元素化合價從+7價變化為+2價，化合價降低做氧化劑，草酸中的碳元素化合價應(yīng)升高，從+3價升高為+4價，所以以后產(chǎn)物為二氧化碳，依據(jù)電子守恒配平的離子方程式；
③步驟一是稱量配制只需要一次準(zhǔn)確操作，步驟二是滴定過程，為避免產(chǎn)生較大誤差，滴定實(shí)驗(yàn)一般需要重復(fù)2-3次，所以測定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是步驟二；
④依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)誤差分析的依據(jù)是c（待測）=

c(標(biāo)準(zhǔn))×V(標(biāo)準(zhǔn))

V(待測)

分析判斷；
Ⅱ，①依據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置過程中的反應(yīng)現(xiàn)象分析草酸分解得到產(chǎn)物，結(jié)合原子守恒寫出化學(xué)方程式；
②發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無誤，依據(jù)草酸損耗的因素分析判斷；
③依據(jù)利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，過程中產(chǎn)生誤差的因素是生成的一氧化碳不能全部反應(yīng)，試驗(yàn)時需要在整套裝置中充滿一氧化碳避免點(diǎn)燃時發(fā)生爆炸，草酸可能為全部分解，裝置G中 液體倒流會裝置F導(dǎo)致稱量質(zhì)量產(chǎn)生誤差；

解答：解：Ⅰ，①草酸溶解后轉(zhuǎn)移到250ml的容量瓶定容，配制得到所需的溶液；
故答案為：250mL容量瓶；
②分析反應(yīng)前后元素化合價變化可知，Mn元素化合價從+7價變化為+2價，化合價降低做氧化劑，草酸中的碳元素化合價應(yīng)升高，從+3價升高為+4價，所以以后產(chǎn)物為二氧化碳，依據(jù)電子守恒配平的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：2、5、6、2、10CO₂↑、8；
③步驟一是稱量配制只需要一次準(zhǔn)確操作，步驟二是滴定過程，為避免產(chǎn)生較大誤差，滴定實(shí)驗(yàn)一般需要重復(fù)2-3次，所以測定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是步驟二；
故答案為：步驟二；
④A．錐形瓶瓶壁殘留蒸餾水就轉(zhuǎn)移入酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，對實(shí)驗(yàn)無影響，故A不符合；
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用待測溶液潤洗就加入待測液進(jìn)行滴定，結(jié)構(gòu)消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，結(jié)構(gòu)偏高，故B符合；
C．滴定前酸式滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，滴定終點(diǎn)后讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，測定濃度偏大，故C符合；
D．滴定完成后俯視刻度，讀取的標(biāo)準(zhǔn)液體積減小，結(jié)構(gòu)偏低，故D不符合；
故答案為：BC；
Ⅱ，①B中CuSO₄粉末變藍(lán)，說明分解產(chǎn)物含有水蒸氣，裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，F(xiàn)中CuO粉末部分變紅，證明生成的產(chǎn)物中含有二氧化碳?xì)怏w和一氧化碳?xì)怏w，依據(jù)原子守恒配平寫出的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄

△   .

CO↑+CO₂↑+H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄

△   .

CO↑+CO₂↑+H₂O；
②發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無誤，說明草酸在加熱分解過程中變成蒸氣的在裝置B的玻璃管內(nèi)壁凝結(jié)
故答案為：在加熱時草酸部分升華在B中部分凝華；
③依據(jù)利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，過程中產(chǎn)生誤差的因素是生成的一氧化碳不能全部反應(yīng)，試驗(yàn)時需要在整套裝置中充滿一氧化碳避免點(diǎn)燃時發(fā)生爆炸，草酸可能為全部分解，裝置G中 液體倒流會裝置F導(dǎo)致稱量質(zhì)量產(chǎn)生誤差；
故答案為：前面的反應(yīng)裝置中滯留有大量CO氣體；為防止爆炸在點(diǎn)燃F處酒精燈之前要先通一段時間的CO以排除裝置系統(tǒng)中的空氣；裝置G中的水蒸氣逆流進(jìn)入裝置F中；加熱時草酸部分升華未能全部分解；

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解應(yīng)用，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．