Question

4．已知乙二酸（ HOOC-COOH）俗称草酸，它是一种易溶于水的二元弱酸，酸性强于碳酸，其盐草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物．无色晶体H₂C₂O₄•2H₂O称为草酸晶体，其熔点为101.5℃．草酸晶体失去结晶水得无水草酸，它在157℃升华．
根据上述信息，回答下列问题．
（1）向盛有2mL饱和NaHCO₃溶液的试管里加入少量乙二酸溶液，观察到的现象是有无色气泡产生，写出该反应的离子方程式：2HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-．
（2）配平乙二酸与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式：
2 MnO₄^-+5 H₂C₂O₄+6H⁺-2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（3）向试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边加入2mL浓硫酸和2mL乙二酸溶液，按下图Ⅰ连接好装置，加热3-5min．在装有饱和Na₂CO₃溶液的试管B中有油状且带有香味的液体产生．B中导管口在液面上而不伸入液面下的原因是防止倒吸（或防止B中液体倒吸至A中）．写出乙二酸与足量乙醇完全酯化的化学反应方程式．

（4）已知草酸分解的化学方程式为：H₂C₂O₄═$\frac{\underline{\;187℃\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
利用图Ⅱ①和图Ⅱ②加热草酸晶体，以验证草酸受热是否分解．连续加热一段时间后的现象是：
图Ⅱ①：试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清，其原因是草酸受热分解产生CO₂，CO₂使澄清石灰水变浑浊，过量CO₂使浑浊又变澄清；
图Ⅱ②：试管里澄清石灰水只变浑浊，其原因是由于大量草酸蒸气逸出，与石灰水反应生成草酸钙沉淀；
能验证草酸受热分解的装置是①（填图Ⅱ中的编号“①”或“②”），理由是：增加了冷凝回流装置，避免草酸蒸气逸出（从装置的特点分析）．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃溶液和乙二酸溶液应生成C₂O₄^2-、二氧化碳、水；
（2）乙二酸与酸性KMnO₄溶液的反应中，锰从+7价降为+2价，碳从+3价升为+4价，根据化合价升降法配平反应的离子方程式；
（3）乙二酸与足量乙醇反应生成乙二酸二乙酯，注意防止倒吸；
（4）如乙二酸分解，则生成二氧化碳气体，可使澄清石灰水变浑浊，过量CO₂使浑浊又变澄清，加热时草酸蒸气逸出，草酸与氢氧化钙反应生成乙二酸钙沉淀；要能验证草酸受热分解，则要防止乙二酸的蒸气逸出，据此答题．

解答 解：（1）NaHCO₃溶液和乙二酸溶液应生成C₂O₄^2-、二氧化碳、水，反应现象为有无色气泡产生，反应的离子方程式为 2 HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-，
故答案为：有无色气泡产生； 2HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-；
（2）乙二酸与酸性KMnO₄溶液的反应中，锰从+7价降为+2价，碳从+3价升为+4价，根据化合价升降法配平反应的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2，5，6，2，10，8；
（3B中导管口在液面上而不伸入液面下的原因是 防止倒吸（或防止B中液体倒吸至A中），乙二酸与足量乙醇完全酯化的化学反应方程式为，
故答案为：防止倒吸（或防止B中液体倒吸至A中）；；
（4）图Ⅱ①：试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清，其原因是草酸受热分解产生CO₂，CO₂使澄清石灰水变浑浊，过量CO₂使浑浊又变澄清，图Ⅱ②中没有冷凝装置，乙二酸的蒸气逸出生成了乙二酸钙沉淀，所以试管里澄清石灰水只变浑浊，所以能验证草酸受热分解的装置是①，因为①中增加了冷凝回流装置，避免草酸蒸气逸出，
故答案为：草酸受热分解产生CO₂，CO₂使澄清石灰水变浑浊，过量CO₂使浑浊又变澄清；由于大量草酸蒸气逸出，与石灰水反应生成草酸钙沉淀；①；增加了冷凝回流装置，避免草酸蒸气逸出．

点评 本题考查性质实验的探究，侧重于学生的分析、实验能力的考查，注意把握实验的原理、目的和操作方法，题目难度中等．