Question

【题目】为了探究乙二酸的不稳定性、弱酸性和还原性，某化学兴趣小组设计如下实验。

[查阅资料]乙二酸俗称草酸，草酸晶体(H2C2O4·2H2O)在100℃时开始升华，157℃时大量升华并开始分解；草酸蒸气在低温下迅速冷凝为固体；草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。

I.乙二酸的不稳定性：根据草酸晶体的组成，猜想其受热分解产物为CO、CO2和H2O。

（1）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置。请回答下列问题：

①装置的连接顺序为：A→D→____→____→F→E→C→G。

②装置中冰水混合物的作用是____。

③整套装置存在不合理之处为____。

Ⅱ.乙二酸的弱酸性：

该小组同学为验证草酸性质需0.1mol/L的草酸溶液480mL。

（2）配制该溶液需要草酸晶体____g。

（3）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____。

A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色

B.测定0.1mol/L草酸溶液的pH

C.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出

D.测定草酸钠溶液的pH

（4）该小组同学将0.1mol/L草酸溶液和0.1mol/L的NaOH等体积混合后，测定反应后溶液呈酸性，则所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____。

Ⅲ.乙二酸的还原性：

（5）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。该反应的离子方程式为____。

Answer 1

【答案】B G 除去草酸蒸气，防止干扰实验 没有CO尾气处理装置 6.3 BD c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-) 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

【解析】

本题的实验目的是探究乙二酸的不稳定性、弱酸性和还原性。解题时要结合信息围绕实验目的进行思考。

(1)①根据草酸晶体的组成，猜想其受热分解产物为CO2、CO和H2O，由于草酸晶体(H2C2O42H2O)在100℃时开始升华，157℃时大量升华并开始分解，草酸蒸气在低温下可冷凝为固体，所以生成的气体中含有草酸蒸气，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊，检验时产物时可用冰水混合物使草酸冷凝以除去草酸干扰，因为检验二氧化碳需要氢氧化钙溶液，溶液中含有水分，所以要先用无水硫酸铜检验水蒸气；用CuO检验CO，CO生成二氧化碳，为防止CO生成的CO2干扰产物中CO2的检验，所以要先检验CO2、后检验CO，故顺序为用D检验水、用B冷却得到草酸晶体、用G检验二氧化碳、用F吸收二氧化碳、用E干燥CO、用C氧化CO、再用G检验产物二氧化碳，排列顺序是A→D→B→G→F→E→C→G；

②冰水混合物的作用是除去产物中草酸蒸气，防止干扰实验，故需除去草酸蒸气，防止干扰实验；

③CO有毒，不能直接排空，所以要有尾气处理装置，而图中没有CO尾气处理装置；

(2)配制480mL0.1molL-1的草酸溶液需要500mL容量瓶，则需要草酸晶体质量=cVM=0.1mol/L×0.5L×126g/mol=6.3g；

(3)A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，说明草酸具有酸性，但不能说明草酸部分电离，所以不能证明草酸是弱酸，故A错误；

B．测定0.1molL-1草酸溶液的pH，如果溶液中氢离子浓度小于草酸浓度的2倍，就说明草酸部分电离为弱电解质，故B正确；

C．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出，说明草酸酸性大于碳酸，但不能说明草酸部分电离，则不能证明草酸是弱酸，故C错误；

D．测定草酸钠溶液的pH，如果草酸钠是强酸强碱盐，溶液呈中性，如果草酸钠是弱酸强碱盐，溶液呈碱性，所以能证明草酸是否是弱电解质，故D正确；

故答案为：BD；

(4)二者恰好反应生成NaHC2O4，混合溶液呈酸性，则c(H+)＞c(OH-)，Na+不水解、HC2O4-水解，则c(Na+)＞c(HC2O4-)，溶液呈酸性说明HC2O4-电离程度大于水解程度，所以溶液中c(H+)＞c(C2O42-)，溶液呈酸性则c(OH-)浓度最小，则溶液中离子浓度大小顺序是c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-；

(5)酸性条件下，KMnO4具有强氧化性，酸性KMnO4溶液和草酸发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色，Mn元素化合价由+7价变为+2价，则C元素生成稳定氧化物CO2，根据转移电子相等、原子守恒、电荷守恒，书写方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。