题目内容
（11分）以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：
[研究课题]探究乙二酸的某些性质
[查阅资料]乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：
又知：
草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解。
草酸钙不溶于水。
草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
草酸蒸气在低温下可冷凝为固体。
根据上述材料提供的信息，回答下列问题：
[提出猜想]
（猜想一）根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
设计方案：
（1）该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O，请用下列装置组成一套探究实验装置（草酸晶体分解装置略，装置可重复使用，连接导管略去）。
A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜，D中装澄清石灰水、E中装碱石灰
请回答下列问题：
①装置的连接顺序为：A→_____________________________________________。
②检验产物中CO的实验现象是____________________________________________________________
③整套装置是否存在不合理之处， （填是或否），若有该如何解决___________________________________________________________________________
（猜想二）乙二酸具有弱酸性
设计方案：
（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是______（填字母）。
A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C．测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH
D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出
（猜想三）乙二酸具有还原性
设计方案：
（3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式：
___MnO4－+___H2C2O4 +___H+ ===___Mn2+ +___CO2↑+___H2O
（4）利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品（含有H2C2O4·2H2O及其它一些杂质）中H2C2O4·2H2O的含量。
方法是：称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L－1
的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图所示（单位：mL），则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_____________。
（已知相对原子质量：Mr(H2C2O4·2H2O)=126）
[研究课题]探究乙二酸的某些性质
[查阅资料]乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：
| 名称 | 乙二酸 | 乙二酸晶体 |
| 分子式 | H2C2O4 | H2C2O4·2H2O |
| 颜色状态 | 无色固体 | 无色晶体 |
| 溶解度（g） | 8.6（20℃） | — |
| 熔点（℃） | 189.5 | 101.5 |
| 密度（g·cm－3） | 1.900 | 1.650 |
草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解。
草酸钙不溶于水。
草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
草酸蒸气在低温下可冷凝为固体。
根据上述材料提供的信息，回答下列问题：
[提出猜想]
（猜想一）根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
设计方案：
（1）该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O，请用下列装置组成一套探究实验装置（草酸晶体分解装置略，装置可重复使用，连接导管略去）。
A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜，D中装澄清石灰水、E中装碱石灰
请回答下列问题：
①装置的连接顺序为：A→_____________________________________________。
②检验产物中CO的实验现象是____________________________________________________________
③整套装置是否存在不合理之处， （填是或否），若有该如何解决___________________________________________________________________________
（猜想二）乙二酸具有弱酸性
设计方案：
（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是______（填字母）。
A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C．测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH
D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出
（猜想三）乙二酸具有还原性
设计方案：
（3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式：
___MnO4－+___H2C2O4 +___H+ ===___Mn2+ +___CO2↑+___H2O
（4）利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品（含有H2C2O4·2H2O及其它一些杂质）中H2C2O4·2H2O的含量。
方法是：称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L－1
的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图所示（单位：mL），则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_____________。
（已知相对原子质量：Mr(H2C2O4·2H2O)=126）
（11分）（1）①A→C→D→E→B→D（2分）
②黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊（1分）
③是（1分） 无尾气处理装置，将尾气通到燃着的的酒精灯上（1分）（其它合理答案也给分）
（2）BC（2分，多选倒扣，扣完为止）
（3）2,5,6="2,10,8" （2分） （4）84.0%（2分）
②黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊（1分）
③是（1分） 无尾气处理装置，将尾气通到燃着的的酒精灯上（1分）（其它合理答案也给分）
（2）BC（2分，多选倒扣，扣完为止）
（3）2,5,6="2,10,8" （2分） （4）84.0%（2分）
（1）①由于草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊，而草酸蒸气在低温下可冷凝为固体，所以要先把草酸蒸汽冷却变成固体。无水硫酸铜用来检验水蒸气，澄清的石灰水用来检验CO2，氧化铜用来检验CO。由于通过溶液必然会带出水蒸气，所以首先检验水蒸气。由于CO的氧化产物也是CO2，所以要先检验CO2，最后检验CO。和氧化铜反应的CO应该是干燥的，所以需要进行干燥处理，因此正确的顺序为A→C→D→E→B→D
② CO能把氧化铜还原生成红色的单质铜，而CO被液化生成CO2，所以检验产物中CO的实验现象是黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊。
③由于CO是有毒气体，所以需要增加尾气处理装置，即将尾气通到燃着的的酒精灯上，使其燃烧。
（2）A、D都只能说明乙二酸显酸性，但不能证明存在电离平衡。所以BC是正确的，弱酸的导电性小于相同条件下的强酸的导电性。弱酸盐存在水解平衡，答案选BC。
（3）根据氧化还原反应中电子的得失守恒进行配平。KMnO4是氧化剂，反应中锰的化合价从＋7价降到＋2价，得到5个电子。H2C2O4是还原剂，碳元素的化合价由＋3价，升高到＋4价，1mol还原剂失去2mol电子，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是2︰5，即方程式为2MnO4－+5H2C2O4 +6H+＝2Mn2+ +10CO2↑+8H2O。
（4）根据滴定管中的读数可知，消耗酸性KMnO4溶液的体积是18.50ml－2.50mol＝16.00ml。所以消耗酸性KMnO4的物质的量是0.020mol/L×0.016L＝0.00032mol，则消耗乙二酸是0.00032mol÷2×5＝0.0008mol，其质量是0.0008mol×126g/mol＝0.1008g，所以其质量分数为0.1008÷0.12×100％＝84.0％
② CO能把氧化铜还原生成红色的单质铜，而CO被液化生成CO2，所以检验产物中CO的实验现象是黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊。
③由于CO是有毒气体，所以需要增加尾气处理装置，即将尾气通到燃着的的酒精灯上，使其燃烧。
（2）A、D都只能说明乙二酸显酸性，但不能证明存在电离平衡。所以BC是正确的，弱酸的导电性小于相同条件下的强酸的导电性。弱酸盐存在水解平衡，答案选BC。
（3）根据氧化还原反应中电子的得失守恒进行配平。KMnO4是氧化剂，反应中锰的化合价从＋7价降到＋2价，得到5个电子。H2C2O4是还原剂，碳元素的化合价由＋3价，升高到＋4价，1mol还原剂失去2mol电子，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是2︰5，即方程式为2MnO4－+5H2C2O4 +6H+＝2Mn2+ +10CO2↑+8H2O。
（4）根据滴定管中的读数可知，消耗酸性KMnO4溶液的体积是18.50ml－2.50mol＝16.00ml。所以消耗酸性KMnO4的物质的量是0.020mol/L×0.016L＝0.00032mol，则消耗乙二酸是0.00032mol÷2×5＝0.0008mol，其质量是0.0008mol×126g/mol＝0.1008g，所以其质量分数为0.1008÷0.12×100％＝84.0％
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