Question

7．草酸是植物（特別是草本植物）常具有的成分，具有廣泛的用途．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華，170℃以上分解．常溫下它的電離常數(shù)K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．回答下列問題：
（1）擬用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，其合理的連接順序為B-E-D（填字母序號）．

（2）相同溫度條件下，分別用3支試管按下列要求完成實驗：

試管	A	B	C
加入試劑	4mL 0.01mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4	4mL 0.02mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4	4mL 0.03mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4
褪色時間	28秒	30秒	不褪色

寫出試管B的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；上述實驗?zāi)芊裾f明“相同條件下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快”？能（選填“能”或“不能”）；簡述你的理由：實驗中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A．
（3）設(shè)計實驗證明草酸為弱酸的方案及其現(xiàn)象均正確的有AC（填序號）．
A．室溫下，取0.010mol/L的H₂C₂O₄溶液，測其pH=2；
B．室溫下，取0.010mol/L的NaHC₂O₄溶液，測其pH＞7；
C．室溫下，取pH=a（a＜3）的H₂C₂O₄溶液稀釋100倍后，測其pH＜a+2；
D．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H₂C₂O₄溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H₂體積為224mL；
（4）為測定某H₂C₂O₄溶液的濃度，取20.00mL H₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，滴入2-3滴指示劑，用0.1000mol/L的NaOH溶液進(jìn)行滴定，并進(jìn)行3次平行實驗，所用NaOH溶液體積分別為19.98mL、20.02mL和22.02mL．
①所用指示劑為酚酞；滴定終點時的現(xiàn)象為錐形瓶內(nèi)溶液由無色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化；
②H₂C₂O₄溶液物質(zhì)的量濃度為0.05000mol/L；
③下列操作會引起測定結(jié)果偏高的是AD（填序號）．
A．滴定管在盛裝NaOH溶液前未潤洗
B．滴定過程中，錐形瓶震蕩的太劇烈，以致部分液體濺出
C．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點時俯視讀數(shù)
D．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點時仰視讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，據(jù)此選擇；
（2）酸性溶液中高錳酸鉀溶液氧化草酸生成二氧化碳；相同條件下增大高錳酸鉀溶液濃度，反應(yīng)速率增大；
（3）證明草酸為弱酸需要證明溶液中存在電離平衡，弱酸形成的強堿弱酸鹽是否水解或者與等濃度的強酸酸性強弱比較分析；
（4）①強堿滴定弱酸到反應(yīng)終點生成草酸鈉，生成的為強堿弱酸鹽顯堿性，所以選擇酚酞作指示劑；
②H₂C₂O₄+2NaOH=Na₂C₂O₄+2H₂O，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計算；
③滴定操作誤差分析可以把失誤歸結(jié)為消耗滴定管中溶液體積的變化分析判斷一下結(jié)果，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$；

解答 解：（1）擬用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，草酸晶體分解生成二氧化碳、一氧化碳、水，利用發(fā)生裝置B分解晶體，氣體通過裝置E吸收二氧化碳，利用排水法收集一氧化碳，其合理的連接順序為B-E-D，
故答案為：B-E-D；
（2）酸性溶液中高錳酸鉀溶液氧化草酸生成二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8 H₂O，硫酸、草酸濃度相同，改變高錳酸鉀溶液濃度分析反應(yīng)速率變化，高錳酸鉀溶液濃度越大，反應(yīng)速率越快，實驗中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A，上述實驗?zāi)苷f明相同條件下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8 H₂O；能；實驗中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A；
（3）A．草酸為二元酸，若為強酸電離出氫離子濃度為0.02mol/L，PH小于2，室溫下，取0.010mol/L的H₂C₂O₄溶液，測其pH=2，說明存在電離平衡，證明酸味弱酸，故A正確；
B．室溫下，取0.010mol/L的NaHC₂O₄溶液，測其pH＞7，說明HC₂O₄^-離子水解溶液顯堿性，證明草酸氫根離子為弱酸陰離子，但不能證明草酸為弱酸，故B錯誤；
C．室溫下，取pH=a（a＜3）的H₂C₂O₄溶液稀釋100倍后，測其pH＜a+2，說明稀釋促進(jìn)電離，溶液中存在電離平衡，為弱酸，故C正確；
D．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H₂C₂O₄溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H₂體積為224mL，強酸和弱酸都符合，和強酸弱酸無關(guān)，故D錯誤；
故答案為：AC；
（4）①強堿滴定弱酸到反應(yīng)終點生成草酸鈉，生成的為強堿弱酸鹽顯堿性，所以選擇酚酞作指示劑，滴入最后一滴錐形瓶內(nèi)溶液由無色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化，
故答案為：酚酞；錐形瓶內(nèi)溶液由無色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化；
②取20.00mL H₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，滴入2-3滴指示劑，用0.1000mol/L的NaOH溶液進(jìn)行滴定，并進(jìn)行3次平行實驗，所用NaOH溶液體積分別為19.98mL、20.02mL和22.02mL，其中22.02mL誤差太大，消耗平均體積=$\frac{19.98ml+20.02ml}{2}$=20ml，
              H₂C₂O₄+2NaOH=Na₂C₂O₄+2H₂O，
                1                2
    0.020L×c           0.1000mol/L×0.020l
c=0.05000mol/L，
故答案為：0.05000mol/L；
③滴定操作誤差分析可以把失誤歸結(jié)為消耗滴定管中溶液體積的變化分析判斷一下結(jié)果，c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$，
A．滴定管在盛裝NaOH溶液前未潤洗，導(dǎo)致溶液濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測定結(jié)果偏高，故A正確；
B．滴定過程中，錐形瓶震蕩的太劇烈，以致部分液體濺出，待測液減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測定結(jié)果偏低，故B錯誤；
C．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點時俯視讀數(shù)，讀取的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測定標(biāo)準(zhǔn)溶液難度偏低，故C錯誤；
D．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點時仰視讀數(shù)，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測定結(jié)果偏高，故D正確；
故答案為：A D．

點評 本題考查了物質(zhì)分解產(chǎn)物的分析判斷、實驗驗證方法、弱電解質(zhì)的電離平衡、滴定實驗的步驟、過程、反應(yīng)終點判斷方法和計算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．