题目内容

已知:草酸晶体(H2C2O4?xH2O)于100℃开始失水,101.5℃熔化,约157℃时升华,于175℃受热分解.某校甲、乙两组学生用不同方式探究草酸的部分化学性质并测定其结晶水的含量.
Ⅰ.甲组用滴定法测定草酸晶体中结晶水的含量.
步骤一:称取5.0g纯净的草酸晶体,配制成250mL溶液.
步骤二:取0.04mol?L-1标准酸性KMnO4溶液25.00mL于锥形瓶中,用所配溶液滴定至终点.
请回答下列问题:
①配制草酸溶液的操作步骤依次是:将晶体置于烧杯中,加水溶解,将溶液转移入
 
,洗涤,定容,摇匀.
②完善下面滴定反应的离子方程式:
 
MnO4-+
 
H2C2O4+
 
H+=
 
Mn2++
 
 
+
 
H2O
③在“步骤一”和“步骤二”测定操作中需要重复进行的操作是
 
(填“步骤一”或“步骤二”).
④其它操作均正确的情况下,下列操作可能使测定结果偏大的是
 

A.锥形瓶瓶壁残留蒸馏水就转移入酸性KMnO4溶液进行滴定
B.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用待测溶液润洗就加入待测液进行滴定
C.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定完成后俯视刻度
Ⅱ.乙组同学为探究草酸的性质,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
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实验发现:装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末部分变红.据此回答:
①草酸分解的化学方程式为
 

②乙组同学将B装置称量,却发现B装置质量增量比理论值大,该小组同学认真分析断定操作无误,则其原因可能是
 

③乙组中某同学认为可以利用加热分解的草酸晶体的质量和F装置中固体质量的减少就可以计算出晶体中结晶水的含量,立即遭到其他同学的反对,其反对的理由是
 
分析:Ⅰ,①草酸溶解后转移到250ml的容量瓶定容,得到所配置的溶液;
②分析反应前后元素化合价变化可知,Mn元素化合价从+7价变化为+2价,化合价降低做氧化剂,草酸中的碳元素化合价应升高,从+3价升高为+4价,所以以后产物为二氧化碳,依据电子守恒配平的离子方程式;
③步骤一是称量配制只需要一次准确操作,步骤二是滴定过程,为避免产生较大误差,滴定实验一般需要重复2-3次,所以测定操作中需要重复进行的操作是步骤二;
④依据滴定实验误差分析的依据是c(待测)=
c(标准)×V(标准)
V(待测)
分析判断;
Ⅱ,①依据实验装置过程中的反应现象分析草酸分解得到产物,结合原子守恒写出化学方程式;
②发现B装置质量增量比理论值大,该小组同学认真分析断定操作无误,依据草酸损耗的因素分析判断;
③依据利用加热分解的草酸晶体的质量和F装置中固体质量的减少就可以计算出晶体中结晶水的含量,实验设计分析,过程中产生误差的因素是生成的一氧化碳不能全部反应,试验时需要在整套装置中充满一氧化碳避免点燃时发生爆炸,草酸可能为全部分解,装置G中 液体倒流会装置F导致称量质量产生误差;
解答:解:Ⅰ,①草酸溶解后转移到250ml的容量瓶定容,配制得到所需的溶液;
故答案为:250mL容量瓶;
②分析反应前后元素化合价变化可知,Mn元素化合价从+7价变化为+2价,化合价降低做氧化剂,草酸中的碳元素化合价应升高,从+3价升高为+4价,所以以后产物为二氧化碳,依据电子守恒配平的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=Mn2++10CO2↑+8H2O;
故答案为:2、5、6、2、10CO2↑、8;
③步骤一是称量配制只需要一次准确操作,步骤二是滴定过程,为避免产生较大误差,滴定实验一般需要重复2-3次,所以测定操作中需要重复进行的操作是步骤二;
故答案为:步骤二;
④A.锥形瓶瓶壁残留蒸馏水就转移入酸性KMnO4溶液进行滴定,对实验无影响,故A不符合;
B.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用待测溶液润洗就加入待测液进行滴定,结构消耗标准液体积增大,结构偏高,故B符合;
C.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,滴定终点后读取标准液体积增大,测定浓度偏大,故C符合;
D.滴定完成后俯视刻度,读取的标准液体积减小,结构偏低,故D不符合;
故答案为:BC;
Ⅱ,①B中CuSO4粉末变蓝,说明分解产物含有水蒸气,装置C、G中澄清石灰水变浑浊,F中CuO粉末部分变红,证明生成的产物中含有二氧化碳气体和一氧化碳气体,依据原子守恒配平写出的化学方程式为:H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2↑+H2O;
故答案为:H2C2O4
  △  
.
 
CO↑+CO2↑+H2O;
②发现B装置质量增量比理论值大,该小组同学认真分析断定操作无误,说明草酸在加热分解过程中变成蒸气的在装置B的玻璃管内壁凝结
故答案为:在加热时草酸部分升华在B中部分凝华;
③依据利用加热分解的草酸晶体的质量和F装置中固体质量的减少就可以计算出晶体中结晶水的含量,实验设计分析,过程中产生误差的因素是生成的一氧化碳不能全部反应,试验时需要在整套装置中充满一氧化碳避免点燃时发生爆炸,草酸可能为全部分解,装置G中 液体倒流会装置F导致称量质量产生误差;
故答案为:前面的反应装置中滞留有大量CO气体;为防止爆炸在点燃F处酒精灯之前要先通一段时间的CO以排除装置系统中的空气;装置G中的水蒸气逆流进入装置F中;加热时草酸部分升华未能全部分解;
点评:本题考查了物质性质的探究实验设计和实验现象的理解应用,掌握实验基础是解题关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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1)铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是??????????????? (填序号)。

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3)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:称量,置于烘箱中脱结晶水,冷却,称量,重复至恒重,计算。

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4C2O可被酸性KMnO4溶液氧化为CO2气体,故实验产物中K3[FeC2O33]·3H2O含量测定可用KMnO4标准溶液滴定。

写出滴定过程中发生反应的离子方程式????????????????????????????????????????????

下列滴定操作中使滴定结果偏高的是????????????? (填序号)。

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,立即装入标准液

B.锥形瓶在装待测液前未用待测液润洗

C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失

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取产物10.0 g配成100 mL溶液,从中取出20 mL于锥形瓶中,用浓度为01mol·Ll的酸性KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时消耗酸性KMnO4溶液2400mL,则产物中K3 [FeC2O43]·3H2O的质量分数为???? [已知摩尔质量M{ K3[FeC2O43]·3H2O=491 g·moll]

 

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O [三草酸合铁()酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用废铁屑等物质为原料制备,并测定产品的纯度。相关反应的化学方程式为:Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑???? FeSO4H2C2O42H2OFeC2O4·2H2O↓H2SO4

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回答下列问题

1使用废铁屑前往往将其在1.0mol.L-1Na2CO3溶液中浸泡数分钟,其目的是????????????? 。然后使用?????????????? (填写操作名称)分离并洗涤铁屑。

2析出的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体可通过如下图所示装置通过减压过滤与母液分离。下列关于减压过滤的操作正确的是???????

A.选择比布氏漏斗内径略小又能将全部小孔? 盖住的滤纸

B.放入滤纸后,直接用倾析法转移溶液沉淀开水龙头抽滤

C.洗涤晶体时,先关闭水龙头,用蒸馏水缓慢淋洗,再打开水龙头抽滤

D抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,以防倒吸

3)使用高锰酸钾法(一种氧化还原反应滴定法)可以测定所得产品的纯度。若需配制浓度为0.03000 mol·L-1KMnO4标准溶液240mL,应准确称取?????????????? g KMnO4(保留四位有效数字,已知M KMnO4158.0g.mol-1)。配制该标准溶液时,所需仪器除电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒外,还缺少的玻璃仪器有????????????????????????????????? 。配制过程中,俯视刻度线定容则导致所配溶液浓度?????????????? (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

4)某同学称取2.000g产品,经预处理后配制成100mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中,使用0.03000 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定,消耗标准溶液10.00mL

①实际进行滴定时,往往使用酸化的KMnO4标准溶液,写出该滴定反应的离子方程式????????

②判断到达滴定终点的现象是?????????????????????????????????????????????????

③该产品的纯度为???????? ﹪(保留四位有效数字)。

 

物质的性质是由物质的组成和结构决定的。乙二酸(HOOC—COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:

名称

分子式

颜色、状态

溶解性/g

熔点/℃

密度/g·cm-3

乙二酸

H2C2O4

——

8.6(20℃)

189.5

1.900

二水合乙二酸

H2C2O4·2H2O

无色晶体

——

101.5

1.650

注:表中“——”表示尚未有具体数据。

回答下列问题:

(1)向盛有Na2CO3粉末的试管里加入约3 mL乙二酸溶液,观察到的现象为_____________;说明乙二酸的酸性比碳酸____________。

(2)向盛有5 mL乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴硫酸酸化的0.5%(质量分数)的KMnO4溶液,振荡,观察到现象为_______________________________________________________;说明乙二酸有______________________。

(3)向A试管中加入3 mL乙醇,然后,边振荡试管边加入2 mL 浓硫酸和2 mL乙二酸,按图甲连接好装置,加热3—5 min,在B试管中有油状、香味液体产生。该现象说明发生了______________(填有机反应类型)反应。在B试管中加入饱和Na2CO3溶液的目的是_______________________________________________________________。

导管在液面上的原因是________________________________________________。

(4)图乙是中学化学实验常用的装置,用此装置可制备的气体有___________(填标号)。

A.O2    B.H2    C.Cl2    D.NH3        E.CH2====CH2      F.CHCH

图乙试管口略低于试管底部的原因是_________________________________________。已知草酸分解的化学方程式为H2C2O4H2O+CO2↑+CO↑。用图丙加热草酸晶体,验证草酸受热分解及其产物,图丙是中学化学教材中给出的实验装置图,但有人认为该装置不合理。请你根据草酸晶体的某些物理常数和实验目的,指出图丙不合理的原因。

答:______________________________________________________________。

该装置也不符合绿色化学的要求,因为________________________________________。

 

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