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已知草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸,它还是一种还原性较强的物质.右图是利用饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2,ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体,熔点-59℃,沸点11.0℃
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(1)该反应的反应原理为以下化学方程式,试配平:
 
KClO3+
 
H2C2O4=
 
KHCO3+
 
ClO2
(2)B装置的作用是
 

(3)C装置是尾气处理装置,反应一段时间后,C中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质,有同学说,C中还可能含有Na2CO3,试分析可能的原因
 

(4)某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”,他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液,调节溶液呈碱性,加入足量的CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤,沉淀备用,对生成的沉淀进行探究.
①提出合理假设      
假设1:只存在CaCO3;  
假设2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4
假设3:
 

②基于假设2,设计实验方案,进行实验.请在答题卷上写出实验步骤以及预期现象和结论.限选实验试剂:1mol?L-1 H2SO4、0.1mol?L-1 HCl、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水.
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:
 
 
步骤2:
 
 
分析:(1)根据质量守恒和得失电子守恒配平方程式;
(2)ClO2沸点较低,易液化;
(3)草酸可与生成物碳酸氢钾反应生成二氧化碳,或KClO3氧化草酸生成二氧化碳气体;
(4)①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有;
②利用盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊验证碳酸钙的存在,加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证草酸钙的存在.
解答:解:(1)由质量守恒和得失电子守恒可配平,方程式为2KClO3+H2C2O4=2KHCO3+2ClO2↑,故答案为:2;1;2;2;
(2)ClO2沸点较低,易液化,B可起到冷凝收集的作用,故答案为:将ClO2冷凝收集;
(3)反应后生成KHCO3,过量的草酸与KHCO3反应:HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,
也可能为因KClO3具有较强氧化性,将草酸氧化成CO2,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3
故答案为:原因I:过量的草酸与KHCO3反应:HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;原因II:因KClO3具有较强氧化性,将草酸氧化成CO2,逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3
(4)①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有,故答案为:只存在CaC2O4
②进行实验先检验碳酸钙的存在,再利用加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证,取少量沉淀于试管中,加入足量1 mol?L-1 HCl,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明菠菜中含有碳酸盐,向步骤1得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L-1 KMnO4溶液紫红色褪去,说明菠菜中含有草酸盐,
故答案为:
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:取少量沉淀于试管中,加入足量0.1 mol?L-1 HCl 沉淀全部溶解,有气泡产生,说明沉淀中有碳酸钙
步骤2:往步骤1的剩余物中,再滴加几滴0.01 mol?L-1 KMnO4 溶液紫红色褪去,说明沉淀中有CaC2O4
结合步骤1,假设2成立.
点评:本题考查了物质性质的实验设计和实验分析判断,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,为高考常见题型和高频考点,掌握实验基础和物质性质是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
相关题目
某校化学学习小组为了探究草酸(H2C2O4)的化学性质,设计了如下实验:
Ⅰ.小组成员在做草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应实验时发现,溶液褪色先慢后快.
(1)上述H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程为
 

(2)为了探究此反应速率由小变大的原因,甲同学做了如下实验(表中“一”表示未加入该试剂).
实验
编号
反应温度
(利用水浴加热)
稀硫酸
溶液
MnSO4固体 0.10mol/L
KMnO4溶液
褪色
时间
1 750℃ ---- --- 1mL 1OOs
2 750℃ 10滴 ---- 1mL 40s
3 750℃ 10滴 加入少许 1mL 3s
甲同学由此能够得出结论:
Ⅱ.乙同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”,决定用实验验证这一事实并检测草酸盐含量.进一步查阅资料得知,草酸(H2C2O4)是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸.
(1)他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液,调节溶液呈弱碱性,加入足量的CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤沉淀备用,对生成的沉淀进行探究.
①提出合理假设:
假设1:只存在CaCO3;   
假设2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4
假设3:
 

②基于假设2,设计实验方案,进行实验.请写出实验步骤以及预期现象和结论.
限选实验试剂:1mol?L-1 H2SO4、1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 NaOH、1mol?L-1 CaCl2、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水.
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:
 
 
步骤2:
 
 
(2)欲准确测定菠菜中草酸盐含量,回答有关问题:
①操作:取m g菠菜样品,将其中草酸盐转化为 CaC2O4 沉淀分离出来,用盐酸溶解后,溶液转入100mL容量瓶中加水配制成100mL溶液.每次移取25.00mL该溶液,用0.0100mol?L-1KMnO4标准溶液滴定,滴定实验重复操作2-3次.平均消耗标准溶液V mL.
②计算:菠菜中草酸盐(以C2O42-计)的质量分数为
 
.(只列式不计算,已知:C2O42-的摩尔质量为88g?mol-1
③讨论:用标准KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、过滤得到的溶液结果可能偏高,原因是
 

ClO2作为消毒剂在消毒过程中对人体无毒无害,具有广泛的应用前景。某同学用下图所示的装置制备ClO2气体,反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2(温度过高或过低都会影响制气效率)

已知信息:①ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体,熔点-59℃,沸点11.0℃。与碱反应和氯气相似。

②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸,对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于强酸,它还是一种还原性较强的物质。

                                   

(1)制备ClO2的化学方程式:

     2KClO3+H2C2O4==== 2KHCO3+2ClO2↑;

      下列说法正确的是            

A.KClO3在反应中得到电子          

B.ClO2是氧化产物

C.H2C2O4在反应中失去电子          

D.1mol KClO3参加反应有2mol电子转移

(2)A装置中还缺少的一样仪器名称是__________,

若将A中烧杯去掉,让烧瓶直接加热是否可以,为什么?_________________________。

(3)C装置吸收尾气后,溶液中含有NaOH、Na2CO3等溶质,该同学认为C中还可能含有

NaClO2、NaClO3,试分析可能的原因,并写出有关化学方程式 ________          

                                                                         

(4)实验室还可通过以下反应制得ClO2

   KClO3   H2C2O4   H2SO4====    ClO2↑+   K2SO4   CO2↑+   H2O.

配平上述方程式。

0.5 mol KClO3参加反应有         个电子转移。                                                

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