题目内容
草酸（H2C2O4）及草酸盐是中学化学较为常见的物质，为研究它们的某些相关化学性质，设计了如下实验：
Ⅰ．小组成员在做草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应实验时发现，溶液褪色先慢后快．
（1）上述H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程为 ；
（2）为了探究此反应速率由小变大的原因，甲同学做了如下实验（表中“一”表示未加入该试剂）．
甲同学由此能够得出结论： ．
Ⅱ．乙同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，决定用实验验证这一事实．进一步查阅资料得知，草酸（H2C2O4）是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐（CaC2O4）不溶于醋酸，能溶于强酸．
他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈弱碱性，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤沉淀备用，对生成的沉淀进行探究．
（1）提出合理假设：
假设1：只存在CaCO3；假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4；
假设3： ．
（2）基于假设2，设计实验方案，进行实验．请填写下表空白．
限选实验试剂：1mol?L-1 H2SO4、1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 NaOH、1mol?L-1 CaCl2、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水．
Ⅰ．小组成员在做草酸溶液与酸性高锰酸钾溶液反应实验时发现，溶液褪色先慢后快．
（1）上述H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程为
（2）为了探究此反应速率由小变大的原因，甲同学做了如下实验（表中“一”表示未加入该试剂）．
| 实验 编号 | 反应温度 （利用水浴加热） | 稀硫酸 溶液 | MnSO4固体 | 0.10mol/L KMnO4溶液 | 褪色 时间 |
| 1 | 75℃ | - | - | 1mL | 100s |
| 2 | 75℃ | 10滴 | - | 1mL | 40s |
| 3 | 75℃ | 10滴 | 加入少许 | 1mL | 3s |
Ⅱ．乙同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，决定用实验验证这一事实．进一步查阅资料得知，草酸（H2C2O4）是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐（CaC2O4）不溶于醋酸，能溶于强酸．
他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈弱碱性，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤沉淀备用，对生成的沉淀进行探究．
（1）提出合理假设：
假设1：只存在CaCO3；假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4；
假设3：
（2）基于假设2，设计实验方案，进行实验．请填写下表空白．
限选实验试剂：1mol?L-1 H2SO4、1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 NaOH、1mol?L-1 CaCl2、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水．
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1：取少量沉淀于试管中，加入足量，将产生的气体通入 ． | |
| 步骤2：向步骤1得到的溶液中滴加几滴． |
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：Ⅰ、（1）高锰酸钾溶液具有氧化性能氧化草酸为二氧化碳，依据原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式；
（2）分析图表数据，随着草酸溶液与高锰酸钾溶液反应的进行，生成了Mn2+，Mn2+作为该反应的催化剂，加入少许硫酸锰可加快化学反应速率；
Ⅱ、（1）依据假设和成分分析判断；
（2）利用盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊验证碳酸钙的存在，加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证草酸钙的存在；
（2）分析图表数据，随着草酸溶液与高锰酸钾溶液反应的进行，生成了Mn2+，Mn2+作为该反应的催化剂，加入少许硫酸锰可加快化学反应速率；
Ⅱ、（1）依据假设和成分分析判断；
（2）利用盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊验证碳酸钙的存在，加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证草酸钙的存在；
解答：
解：I．（1）高锰酸钾溶液具有氧化性能氧化草酸为二氧化碳，依据原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
（2）图表中高锰酸钾溶液加热褪色时间较长，加入稀硫酸褪色时间缩短说明生成的锰离子对分解起了催化作用，加入少许硫酸锰速率增大较快，反应需要的时间缩短，
故答案为：随着草酸溶液与高锰酸钾溶液反应的进行，生成了Mn2+，Mn2+作为该反应的催化剂，可加快化学反应速率；
II．（1）依据假设1、假设2可知假设3为只存在草酸钙，故答案为：只存在CaC2O4；
（2）假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4，设计实验方案，进行实验先检验碳酸钙的存在，再利用加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证，取少量沉淀于试管中，加入足量1 mol?L-1 HCl，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明菠菜中含有碳酸盐，向步骤1得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L-1 KMnO4溶液紫红色褪去，说明菠菜中含有草酸盐，
故答案为：
．
故答案为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
（2）图表中高锰酸钾溶液加热褪色时间较长，加入稀硫酸褪色时间缩短说明生成的锰离子对分解起了催化作用，加入少许硫酸锰速率增大较快，反应需要的时间缩短，
故答案为：随着草酸溶液与高锰酸钾溶液反应的进行，生成了Mn2+，Mn2+作为该反应的催化剂，可加快化学反应速率；
II．（1）依据假设1、假设2可知假设3为只存在草酸钙，故答案为：只存在CaC2O4；
（2）假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4，设计实验方案，进行实验先检验碳酸钙的存在，再利用加入的酸溶解生成的草酸和高锰酸钾溶液反应使溶液褪色来设计实验进行验证，取少量沉淀于试管中，加入足量1 mol?L-1 HCl，将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明菠菜中含有碳酸盐，向步骤1得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L-1 KMnO4溶液紫红色褪去，说明菠菜中含有草酸盐，
故答案为：
| 取少量沉淀于试管中，加入足量1 mol?L-1 HCl，将产生的气体通入澄清石灰水中 | 澄清石灰水变浑浊，说明菠菜中含有碳酸盐 |
| 向步骤1得到的溶液中滴加几滴0.01 mol?L-1 KMnO4 | 溶液紫红色褪去，说明菠菜中含有草酸盐 |
点评：本题考查了物质性质的实验设计和实验分析判断，定量测定实验的设计和计算应用，掌握实验基础和物质性质是解题关键，题目难度较大．
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