题目内容

某实验小组为研究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验。
实验I:制备草酸
实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去),实验过程如下:

①将一定量的淀粉水解液加人三颈瓶中
②控制反应液温度在55?600C条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸 (65%HNO3与98%H2S04的质量比为2 :1.5)溶液
③反应3h左右,冷却,抽滤后再重结晶得草酸晶体。
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2↑+8NO↑+10H2O
3 H2C2O4+2HNO3→6CO2↑+2NO↑+4H2O
(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________。
(2)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产率下降,其原因是________。
实验II:草酸晶体中结晶水测定
草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4? xH2O,为测定x的值,进行下列实验:
①称取6.3g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液。
②取25.00mL所配溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4,用浓度为0. 5mol/L的KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗KMnO4的体积为10.00mL。回答下列问题
(3)写出上述反应的离子方程式________________。
(4)计算x=________。
(5)滴定时,常发现反应速率开始很慢,后来逐渐加快,可能的原因是________。
实验III:草酸不稳定性
查阅资料:草酸晶体(H2C2O4 ?xH20),1000C开始失水,100.5℃左右分解产生H2O、CO和CO2。请用下图中提供的仪器及试剂,设计一个实验,证明草酸晶体分解得到的混合气中有H2O、CO和CO2 (加热装置和导管等在图中略去,部分装置可重复使用)。

回答下列问题:
(6)仪器装置按连接顺序为________。
(7)仪器B中无水硫酸铜的作用________。
(8)能证明混合气中含有CO的实验依据是________。
(16分)(1)碘水或KI-I2溶液 (1分)
(2)由于温度过高,硝酸浓度过大,导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化 (2分)
(3)5H2C2O4+2MnO4+6H=10CO2+2Mn2+8H2O (3分) (4)x=2 (2分)
(5)Mn2起催化剂的作用 (6)C→B→F→E→D→A→F(3分) (7)检验产物中的水 (1分)
(8)A中黑色粉末变红,F中澄清石灰水变混浊 (2分)

试题分析:(1)碘遇淀粉显蓝色,所以检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为碘水或KI-I2溶液。
(2)如果混酸滴加速度过快,则由于温度过高,硝酸浓度过大,会导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化,从而导致草酸产率降低。
(3)草酸具有还原性,高锰酸钾溶液具有氧化性,二者发生氧化还原反应,其离子方程式为5H2C2O4+2MnO4+6H=10CO2+2Mn2+8H2O。
(4)消耗高锰酸钾的物质的量是0.005mol,则根据方程式可知,25.00ml草酸溶液中草酸的物质的量是0.005mol×2.5=0.0125mol,则6.3g草酸晶体的物质的量是0.0125mol×=0.05mol,所以=0.05mol,解得M=126g/mol,所以x=(126-90)÷18=2。
(5)根据反应的方程式可知,反应中有Mn2生成,所以反应速率加快的原因可能是Mn2起催化剂的作用。
(6)检验H2O、CO和CO2的试剂分别是无水硫酸铜、灼热的氧化铜、澄清石灰水,因此首先检验水蒸气。CO的氧化产物是CO2,所以在检验CO之前先检验CO2,且要完全除去CO2,所以正确的连接顺序是C→B→F→E→D→A→F。
(7)根据以上分析可知,仪器B中无水硫酸铜的作用是检验产物中的水。
(8)根据以上分析可知,能证明混合气中含有CO的实验依据是A中黑色粉末变红,F中澄清石灰水变混浊。
练习册系列答案
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某研究性学习小组对用酸化的硝酸银溶液检验I存在的合理性产生了兴趣,同学们根据变量控制思想进行如下方案设计并进行了实验探究:
[提出假设]
假设1:生成的AgI不溶于水,不能被HNO3氧化。
假设2:HNO3有氧化性,能将I氧化成I2
[设计实验方案,验证假设]
(1)甲同学向KI溶液中滴加硝酸化的AgNO3溶液并振荡,有黄色沉淀生成。验证了假设1成立。请写出有关化学方程式                                          
(2)乙同学设计实验验证2,请帮他完成下表中内容。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
 
若溶液变蓝,假设2成立。
若溶液不变蓝,假设2不成立。
……
 
[结论与解释]
(3)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2成立,则丙同学由此得出的结论:硝酸酸化的AgNO3可以使I沉淀,也能氧化I。你同意丙同学的结论吗,并简述理由:                           
[思考与交流]
(3)研究性学习小组同学还想研究Fe3+能否氧化I的问题,请你用两种方案来进行实验验证:
方案一:                                                                               
方案二:                                                                          
假设验证成立,请写出主要离子方程式                                               

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