Question

【題目】草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。請(qǐng)回答下列問題：

(1)甲組同學(xué)按照上圖所示裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_______，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有__________。裝置B的主要作用是_____________。

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B_____________。

裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_________________。

②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_________________。

(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：

①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)_____________。

②草酸為二元酸___________________。

(4)草酸和草酸鈉（Na2C2O4）可以在酸性條件下被KMnO4溶液、MnO2氧化，錳元素被還原為+2價(jià)。KMnO4溶液和草酸鈉溶液在稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為：________________。

實(shí)驗(yàn)室常用固體草酸鈉測(cè)定KMnO4溶液的濃度。準(zhǔn)確稱取0.2000g草酸鈉，放入錐形瓶中，加入100mL稀硫酸溶解，用配制好的KMnO4溶液滴定，三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)消耗KMnO4溶液的體積分別是16.02mL、16.00 mL、16.01 mL,則KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算式是：c(KMnO4)=_______________。

Answer 1

【答案】 有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁 CO2 防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn) F、D、G、H、D、I CuO H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生 用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 2M n O4-+16H++5C2O42-═2Mn2++10CO2↑+8H2O

【解析】(1)裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有CO2。由于草酸易升華，能與石灰水反應(yīng)生成沉淀，則裝置B的主要作用是防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(yàn)。(2)①由裝置A、B出來的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱氧化銅來氧化CO，進(jìn)而檢驗(yàn)其產(chǎn)物CO2。但要注意到原產(chǎn)物中有CO2，故要設(shè)計(jì)除去CO2和驗(yàn)證CO2除盡的環(huán)節(jié)，所以依次連接的合理順序?yàn)?/span>A、B、F（除CO2）、D（驗(yàn)證CO2被除盡）、G（干燥，這是氣體進(jìn)入加熱裝置的常規(guī)要求）、H（氧化CO）、D（驗(yàn)證H中生成的CO2來證明CO的存在）、I（尾氣處理）；根據(jù)以上分析可知裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是CuO。②CO具有還原性，能還有氧化銅生成銅和CO2，則能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。(3)①根據(jù)較強(qiáng)酸制備較弱酸可知證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案是向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生，說明草酸的酸性強(qiáng)于碳酸。②要證明草酸為二元酸需要利用中和反應(yīng)，即用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍即可說明草酸為二元酸。(4)根據(jù)原子守恒和電子得失守恒可知KMnO4溶液和草酸鈉溶液在稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+16H++5C2O42-═2Mn2++10CO2↑+8H2O。消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積的平均值是(16.02mL+16.00 mL+16.01 mL)/3=16.01 mL，根據(jù)方程式可知KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算式是。