题目内容
草酸(H2C2O4)是一种重要的化工原料。已知常温下0.01 mol·L-1的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如下表所示。
| H2C2O4 | KHC2O4 | K2C2O4 |
pH | 2.0 | 3.1 | 8.1 、 |
(1)在其它条件不变时,下列措施能使KHC2O4溶液中c(K+)∶c(HC2O4-)接近1∶1的是_________(填字母)。
A.加入适量的H2C2O4 B.加入适量的KHC2O4
C.加入适量的Na2C2O4 D.升高溶液的温度
(2)取一定质量H2C2O4·2H2O和KHC2O4的混合物,加水溶解,配成250 mL溶液,取两份此溶液各25 mL,向第一份溶液中先加入几滴酚酞试液,再滴加0.25 mol·L-1NaOH溶液至20.00 mL时,溶液由无色变为浅红色;向第二份溶液中滴加适量3mol·L-1 H2SO4溶液酸化后,用0.10mol·L-1KMnO4溶液滴定,当消耗KMnO4溶液16.00 mL时,溶液由无色变为浅紫红色。请回答下列问题:
①完成离子方程式:5C2O42-+2Mn04-+16H+=10______+2Mn2++8H2O。
②原混合物中H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量之比为__________。
(3)某实验小组用如图所示的装置探究FeC2O4·2H2O在隔绝空气条件下受热分解的产物。当36.0g FeC2O4·2H2O充分反应后,残留固体质量为13.6g,浓硫酸增重7.2g,碱石灰增重11.0g。求残留固体的成分和物质的量。(已知FeC2O4·2H2O的相对分子质量为180;设反应产生的气体被充分吸收)
共10分。(1)AC(2分) (2)①CO2(2分) ②1∶3(2分)
(3)被点燃的气体为CO,质量为m(CO) =36.0 g-13.6 g-7.2 g-11.0 g = 4.2 g;
又FeC2O4·2H2O为0.2 mol,n(H2O)= 7.2 g÷18 g/mol = 0.4 mol,
n(CO2)= 11.0 g÷44 g/mol = 0.25 mol,n(CO)= 4.2 g÷28 g/mol = 0.15 mol,
所以,残留固体中所含元素及物质的量为n(Fe) = 0.2 mol,n(O) = 0.15 mol,
则残留固体为Fe和FeO的混合物,其中Fe为0.05 mol,FeO为0.15mol(4分)
(答残留固体为0.05 mol Fe4O3的也给分)
【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物
【查阅资料】该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:
名称 | 分子式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点/℃ | 密度/g·cm-3 |
草酸 | H2C2O4 | — | 易溶于水 | 189.5 | 1.900 |
草酸晶体 | H2C2O4·2H2O | 无色晶体 | — | 101.5 | 1.650 |
备注:草酸晶体失去结晶水后,175 ℃以上开始分解。
【提出猜想】(1)__________________________________;
(2)分解产物中的气体可能是CO、CO2或它们的混合物。
【设计方案】(1)请设计完成“猜想(1)”的实验方案〔用简要的实验装置图表示,要体现所使用仪器(加热和夹持仪器不必画出)和试剂〕。
(2)化学学习小组的同学继续利用下图所示装置进行“猜想(2)”的实验探究。已知:A、C、F中盛装澄清石灰水,B中盛装浓NaOH溶液,D中装有碱石灰,E中装有CuO。
①证明分解产物中有CO2的现象是______________________;证明分解产物中有CO的现象是______________________。
②若未连接装置G,要达到同样的目的,可采取的措施是______________________。
【交流讨论】小李同学继续查阅相关资料发现:草酸是二元弱酸,酸性比碳酸强,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。小李通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑。试根据相关信息,指出原设计中存在的问题,并提出实验的改进措施。_____________________________________________________________________。