题目内容

具有还原性的无水草酸是无色无臭的透明结晶或白色粉末．草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳．
（1）草酸（H2C2O4）分解的化学方程式为：
 
，下列装置中，可用于草酸分解制取气体的是
 
．（填字母）
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（2）某探究小组利用草酸分解产生的混合气体和铁锈反应来测定铁锈样品组成（假定铁锈中只有Fe2O3?nH2O
和Fe两种成份），实验装置如下图所示，请回答：
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①为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是
 
、
 
．
②在点燃酒精灯之前应进行的操作是：（a）
 
；（b）通入混合气体一段时间．
③准确称量样品的质量10.00g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量，硬质玻璃管中剩余固体质量为8.32g，D中浓硫酸增重0.72g，则n=
 
（假定Fe和H2O不发生反应，实验过程中每步均完全吸收或反应）．
④在本实验中，下列情况会使测定结果n偏大的是
 
（填字母）．
a．缺少洗气瓶B                     b．缺少装置E
c．反应后固体是铁和少量Fe2O3       d．反应后固体是铁和少量Fe2O3?nH2O
（3）该探究小组还利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素．
①请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
（每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL，催化剂
实验
编号		 实验目的 T/K 催化剂用量/g C/mol?l-1
KMnO4 H2C2O4
① 为以下实验作参考 298 0.5 0.01 0.1
② 探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响 298 0.5 0.001 0.1
③
 
 323 0.5 0.01 0.1
④ 探究催化剂对反应速率的影响
 
 
 
 0.1
的用量可选择0.5g、0g）
②若要准确计算反应速率，该实验中还需测定溶液紫色消失所需要的时间．请你设计出通过测定褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率关系的实验方案
 
．
分析：（1）根据题中信息：草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳写出反应的化学方程式；根据该反应反应物、反应条件进行分析合理的发生装置；
（2）①草酸分解产物中有二氧化碳、一氧化碳和水，要得到干燥、纯净的CO气体，应该先除去二氧化碳，然后使用浓硫酸进行干燥；
②该实验装置连有多个装置，实验前需要检验装置的气密性（或一氧化碳为可燃性气体，点燃酒精灯之前需要将装置中的空气排净，避免发生爆炸）；
③结合方程式，根据固体减少的质量与浓硫酸增重的质量列关系式计算n值；
④设剩余固体质量为xg、装置D增重yg，则
Fe2O3．nH2O+3CO=Fe+3CO2+nH2O    固体减少的质量为
                        18n     （18n+48）g
                         y           10-x 
  
(18n+48)g
18ng 
=
10-x
y
，整理可得：1+
24
9n
=
10-x
y
，即固体剩余质量越大，测定的n值越大；装置D中质量增重越大，测定的n值越小，据此进行判断；
（3）①研究影响反应速率的因素时，除了待探究的因素不同外，其它因素必须完全相同，据此进行解答；
②因颜色是由KMnO4产生，如果想通过直接观察褪色时间长短来判断必须保证高锰酸钾的体积与浓度相同，草酸的体积相同、浓度不同．
解答：解：（1）草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳，发生反应的化学方程式为：H2C2O4
浓硫酸
△
CO↑+CO2↑+H2O；该反应需要加热、还应该能够控制反应开始和停止，综合考虑可知装置d可用于草酸分解制取气体，
故答案为：H2C2O4
浓硫酸
△
CO↑+CO2↑+H2O；d；
（2）①为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A盛放的为氢氧化钠溶液，用于除去混合气体中的二氧化碳；装置盛放干燥剂浓硫酸，目的为干燥CO，
故答案为：浓NaOH溶液；浓硫酸；
②实验前需要检查装置气密性是否良好，否则影响测定结果（或者一氧化碳为可燃性气体，点燃酒精灯之前需要将装置中的空气排净），
故答案为：检查装置气密性（或先排尽装置内空气，以防止加热时发生爆炸）；
③由题意知，固体质量减少的量为水和氧的量，浓硫酸吸收的量为水，反应方程式为：
Fe2O3．nH2O+3CO=Fe+3CO2+nH2O    固体减少的质量为
                        18ng      （18n+48）g
                        0.72g     10.00g-8.32g
则0.72g×（18n+48）g=18ng×（ 10.00g-8.32g），
解得n=2，
故答案为：2；
④设剩余固体质量为xg、装置D增重yg，则
Fe2O3．nH2O+3CO=Fe+3CO2+nH2O    固体减少的质量为
                        18n     （18n+48）g
                         y           10-x 
  
(18n+48)g
18ng 
=
10-x
y
，整理可得：1+
24
9n
=
10-x
y
，
即固体剩余质量越大，测定的n值越大；装置D中质量增重越大，测定的n值越小
a．缺少洗气瓶B，会导致D中浓硫酸增重质量偏大，计算出的n值偏大，故a正确；                    
b．缺少装置E，浓硫酸具有吸水性，会导致装置D中的质量比实际增加的质量偏高，计算出的n偏大，故b正确；
c．反应后固体是铁和少量Fe2O3，氧化铁没有完全反应，导致测定结果偏高，故c正确；
d．反应后固体是铁和少量Fe2O3?nH2O，相当于部分Fe2O3?nH2O没有反应，不影响沉淀结果，故d错误；
故答案为：abc；
（3）①实验③中反应条件与实验①相比，只有温度不同，实验实验③探究的是温度对反应速率的影响；实验④探究的是探究催化剂对反应速率的影响，所以实验④中催化剂用量与反应①不同，则催化剂为0，其它条件必须完全相同，
故答案为：
实验
编号		 实验目的 T/K 催化剂的
用量/g		 C/（mol/L）
KMnO4 H2C2O4
①
②
③ 探究温度对反应速率的影响
④ 298 0 0.01
②因颜色是由KMnO4产生，虽然KMnO4浓度大反应快，但KMnO4的量也多，故无法根据颜色变化比较反应快慢，不经过计算直接利用表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是不可行的；若想通过直接观察褪色时间长短来判断溶液浓度的大小，则必须保证KMnO4酸性溶液的浓度和体积相同，草酸的体积相同，物质的量浓度不同，即：取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应，
故答案为：取过量的体积相同、浓度不同的草酸溶液分别同时与体积相同、浓度相同的高锰酸钾酸性溶液反应．
点评：本题考查了实验基本操作、反应装置的选择，实验测定物质成分的实验方案的设计、影响化学反应速率的因素等知识，题目难度较大，注意根据反应物的状态及反应条件选择反应装置，明确探究反应速率快慢的方法．
练习册系列答案
相关题目
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：
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
又知：
①草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解．
②草酸钙不溶于水．
③草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊．
④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）．
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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↑+
 
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（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0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol?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）

（17分）具有还原性的无水草酸是无色无臭的透明结晶或白色粉末。草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳。

（1） 草酸（H2C2O4）分解的化学方程式  为：                        ，

        下列装置中，可用于草酸分解制取气体的是       。（填字母）

（2） 某探究小组利用草酸分解产生的混合气体和铁锈反应来测定铁锈样品组成（假定铁锈中只有Fe2O3·nH2O和Fe两种成份），实验装置如下图所示，请回答：

①     为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是        、      。

       ② 在点燃酒精灯之前应进行的操作是：（a）      ；（b）通入混合气体一段时间。

       ③      准确称量样品的质量10.00 g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量，硬质玻璃                         管中剩余固体质量为8.32 g，D中浓硫酸增重0.72 g，则n=     （假定Fe和H2O                       不发生反应，实验过程中每步均完全吸收或反应）。

       ④      在本实验中，下列情况会使测定结果n偏大的是       （填字母）。

          a．缺少洗气瓶B                    b．缺少装置E

      c．反应后固体是铁和少量Fe2O3        d．反应后固体是铁和少量Fe2O3·nH2O

（3） 该探究小组还利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。

        ①     请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

            （每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL，催化剂                    的用量可选择0.5g、0g）

实验

编号

实验目的

T/K

催化剂用量/g

C/mol·l-1:]

KMnO4

H2C2O4

①

为以下实验作参考

298

0.5

0.01

0.1

②

探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响

298

0.5

0.001

0.1

③

 

323

0.5

0.01

0.1

④

探究催化剂对反应速率的影响

 

 

 

0.1

②  若要准确计算反应速率，该实验中还需测定溶液紫色消失所需要的时间。请你设计出

通过测定褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率关系的实验方案           。

 

（17分）具有还原性的无水草酸是无色无臭的透明结晶或白色粉末。草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳。

（1） 草酸（H2C2O4）分解的化学方程式  为：                         ，

        下列装置中，可用于草酸分解制取气体的是        。（填字母）

（2） 某探究小组利用草酸分解产生的混合气体和铁锈反应来测定铁锈样品组成（假定铁锈中只有Fe2O3·nH2O和Fe两种成份），实验装置如下图所示，请回答：

①     为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是        、       。

       ② 在点燃酒精灯之前应进行的操作是：（a）      ；（b）通入混合气体一段时间。

       ③      准确称量样品的质量10.00 g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量，硬质玻璃                         管中剩余固体质量为8.32 g，D中浓硫酸增重0.72 g，则n =      （假定Fe和H2O                       不发生反应，实验过程中每步均完全吸收或反应）。

       ④      在本实验中，下列情况会使测定结果n偏大的是        （填字母）。

           a．缺少洗气瓶B                     b．缺少装置E

      c．反应后固体是铁和少量Fe2O3        d．反应后固体是铁和少量Fe2O3·nH2O

（3） 该探究小组还利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。

        ①     请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

            （每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL，催化剂                    的用量可选择0.5g、0g）

实验

编号

实验目的

T/K

催化剂用量/g

C/mol·l-1:]

KMnO4

H2C2O4

①

为以下实验作参考

298

0.5

0.01

0.1

②

探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响

298

0.5

0.001

0.1

③

 

323

0.5

0.01

0.1

④

探究催化剂对反应速率的影响

 

 

 

0.1

②  若要准确计算反应速率，该实验中还需测定溶液紫色消失所需要的时间。请你设计出

通过测定褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率关系的实验方案            。

 

（17分）具有还原性的无水草酸是无色无臭的透明结晶或白色粉末。草酸在浓硫酸并加热条件下容易脱去水分，分解为二氧化碳和一氧化碳。
（1）草酸（H2C2O4）分解的化学方程式 为：                        ，
下列装置中，可用于草酸分解制取气体的是       。（填字母）

（2）某探究小组利用草酸分解产生的混合气体和铁锈反应来测定铁锈样品组成（假定铁锈中只有Fe2O3·nH2O和Fe两种成份），实验装置如下图所示，请回答：

①    为得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是       、      。
② 在点燃酒精灯之前应进行的操作是：（a）     ；（b）通入混合气体一段时间。
③     准确称量样品的质量10.00 g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量，硬质玻璃                        管中剩余固体质量为8.32 g，D中浓硫酸增重0.72 g，则n =     （假定Fe和H2O                      不发生反应，实验过程中每步均完全吸收或反应）。
④     在本实验中，下列情况会使测定结果n偏大的是       （填字母）。
a．缺少洗气瓶B                     b．缺少装置E
c．反应后固体是铁和少量Fe2O3        d．反应后固体是铁和少量Fe2O3·nH2O
（3）该探究小组还利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法，研究影响反应速率的因素。
①    请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
（每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL，催化剂                   的用量可选择0.5g、0g）

实验
编号
实验目的
T/K
催化剂用量/g
C/mol·l-1:学科网]
KMnO4
H2C2O4
①
为以下实验作参考
298
0.5
0.01
0.1
②
探究KMnO4酸性溶液的浓度对该反应速率的影响
298
0.5
0.001
0.1
③
 
323
0.5
0.01
0.1
④
探究催化剂对反应速率的影响
 
 
 
0.1
② 若要准确计算反应速率，该实验中还需测定溶液紫色消失所需要的时间。请你设计出
通过测定褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率关系的实验方案           。

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