Question

菠菜營養(yǎng)豐富，“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”，長期以來民間流傳著“菠菜不能與豆腐同食”的說法．某學(xué)�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)擬通過實驗探宄：菠菜是否含有草酸類物質(zhì)？草酸又有哪些性質(zhì)？通過上網(wǎng)查詢，獲得以下資料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍強(qiáng)，草酸及其鹽具有較強(qiáng)的還原性，草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）的熔點為100.1℃，在175℃時受熱分解，草酸鈣是難溶于水的白色固體，不溶于醋酸，能溶于強(qiáng)酸．
他們設(shè)計的實驗步驟如下：
（1）將菠菜研磨成汁、熱水浸泡、過濾得到溶液，調(diào)節(jié)溶液呈堿性，加入足量的CaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾、洗滌．沉淀備用，對生成的沉淀進(jìn)行探究．
①提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：只存在：CaCO₃；假設(shè)2：既存在CaCO₃，也存在CaC₂O₄；假設(shè)3：

 

．
②基于假設(shè)2，設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究．請將實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論填入表中．限選實驗試劑：1mol?L^-1溶液、0.1mol?L^-1HCl溶液、O．O1mol?L^-1 KMnO₄溶液、澄清石灰水．

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量沉淀于試管中，加入
步驟2：

（2）用草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）做以下實驗，請回答以下問題：
①A處應(yīng)選擇

 

（填“I”或“Ⅱ”），在做實驗之前，應(yīng)先

 

．
②實驗2過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁，且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，寫出A中草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
③為使實驗結(jié)論更加嚴(yán)密和安全，在以上所連接的裝置C、D間還需依添加裝有

 

（液體試劑）的洗氣瓶，此外指出上述裝置中的不足之處還有

 

（3）欲測定草酸晶體樣品中H₂C₂O₄?2H₂O的含量，稱取0.6g該樣品，加100mL水使其完全溶解后平均分成5份，其中一份用0.0200moL?L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至終點，（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），消耗酸性溶液16.00mL，則該草酸晶體樣品中H₂C₂O₄?2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）①沉淀可能為CaCO₃或CaC₂O₄或二者都有；
②利用鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w能使澄清石灰水變渾濁驗證碳酸鈣的存在，加入的酸溶解生成的草酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)使溶液褪色來設(shè)計實驗進(jìn)行驗證草酸鈣的存在；
（2）①根據(jù)加熱固體試管應(yīng)微微向下傾斜來選擇，在做實驗之前，應(yīng)先檢查裝置的氣密性；
②實驗2過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，說明分解產(chǎn)生了二氧化碳使C裝置中的溶液均變渾濁，產(chǎn)生一氧化碳經(jīng)氧化銅還原成紅色的銅，本身被氧化成二氧化碳，使E裝置中的溶液均變渾濁，據(jù)此書寫；
③為使實驗結(jié)論更加嚴(yán)密和安全，在以上所連接的裝置C、D間還需依添加吸收二氧化碳的裝置，檢驗吸收完全的裝置，干燥裝置；不足之處還有沒有尾氣處理裝置；
（3）根據(jù)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計算出H₂C₂O₄的物質(zhì)的量，然后求出質(zhì)量并算出樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）①沉淀可能為CaCO₃或CaC₂O₄或二者都有，故答案為：只存在CaC₂O₄；
②進(jìn)行實驗先檢驗碳酸鈣的存在，再利用加入的酸溶解生成的草酸和高錳酸鉀溶液反應(yīng)使溶液褪色來設(shè)計實驗進(jìn)行驗證，取少量沉淀于試管中，加入足量1 mol?L^-1 HCl，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，說明菠菜中含有碳酸鹽，向步驟1得到的溶液中滴加幾滴0.01 mol?L^-1 KMnO₄溶液紫紅色褪去，說明菠菜中含有草酸鹽，
故答案為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量沉淀于試管中，加入足量0.1 mol?L-1 HCl	沉淀全部溶解，有氣泡產(chǎn)生，說明沉淀中有碳酸鈣
步驟2：往步驟1的剩余物中，再滴加幾滴0.01 mol?L-1 KMnO4	溶液紫紅色褪去，說明沉淀中有CaC2O4， 結(jié)合步驟1，假設(shè)2成立．

（2）①根據(jù)加熱固體試管應(yīng)微微向下傾斜來選擇，所以A處應(yīng)選擇Ⅰ，在做實驗之前，應(yīng)先檢查裝置的氣密性，故答案為：Ⅰ；檢查裝置的氣密性；
②實驗2過程中觀察到C、E裝置中的溶液均變渾濁且D裝置中黑色粉末變?yōu)榧t色，說明分解產(chǎn)生了二氧化碳使C裝置中的溶液均變渾濁，產(chǎn)生一氧化碳經(jīng)氧化銅還原成紅色的銅，本身被氧化成二氧化碳，使E裝置中的溶液均變渾濁，所以分解的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O，
故答案為：H₂C₂O₄?2H₂O

△   .

CO↑+CO₂↑+3H₂O；
③為使實驗結(jié)論更加嚴(yán)密和安全，在以上所連接的裝置C、D間還需依添加吸收二氧化碳的裝置用氫氧化鈉溶液，檢驗吸收完全的裝置用澄清石灰水，干燥裝置用濃硫酸；不足之處還有沒有尾氣處理裝置，故答案為：氫氧化鈉溶液，澄清石灰水，濃硫酸；沒有尾氣處理裝置；
（3）2KMnO₄ +5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
     2             5
  0.02×16×10^-3  n（H₂C₂O₄）
 n（H₂C₂O₄）=

0.02×16×10-3×5

2

=0.0008mol，100.00mL水溶液中H₂C₂O₄的物質(zhì)的量為0.004mol，則該草酸晶體樣品中H₂C₂O₄?2H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

0.004×126

0.6

×100%=84%，故答案為：84%．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計和實驗分析判斷，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型和高頻考點，掌握實驗基礎(chǔ)和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．