题目内容
（16分）某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸（HOOC－COOH，可简写为H2C2O4）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
（1）向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为____________________________________。
（2）取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色。（反应热效应不明显，可忽略不计）
①该实验说明草酸具有________（填“氧化”或“还原”）性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是_______ _ ______。
②请配平该反应的离子方程式：______MnO4－＋____H2C2O4＋____ ===____Mn2＋＋____CO2↑＋____。
（3）为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置：
①C、H装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式： 。
②上述装置中，B装置的作用是 。 D的作用是 。从环境保护角度来看，该方案的不足之处是 。
（4）该小组同学将2.52 g草酸晶体（H2C2O4·2H2O）加入到100 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为_______________（用离子符号表示）。
（1）HCO3—＋H2C2O4 ＝HC2O4—＋CO2↑＋H2O（3分）（2） ①还原性（1分）
反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率（1分）
②2 5 6H+ 2 10 8H2O（2分）（3）①H2C2O4
H2O ＋CO↑＋CO2↑（3分）
②冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰（1分）
除去混合气体中的CO2 （1分） 没有尾气处理装置（1分）
（4）c(Na＋)>c(HC2O4—)>c(H＋)>c(C2O42—)>c(OH－)（3分）
【解析】
试题分析：（1）向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生，该气体是CO2，反应的离子方程式为HCO3—＋H2C2O4 ＝HC2O4—＋CO2↑＋H2O。
（2）①溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色，这说明高锰酸钾被还原，因此该实验说明草酸具有还原性。该反应的反应速率先慢后快，由于反应热效应不明显，这说明速率增大的原因是催化剂引起的，所以可能的原因是反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率。
②反应中Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子。碳元素的化合价从＋3价升高到＋4 价，失去1个电子，则根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为2MnO4－＋5H2C2O4＋6H+＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
（3）①C、H装置均变浑浊，这说明草酸分解有CO2产生。E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，数目氧化铜被还原为金属铜，因此根据H中石灰水变浑浊可知草酸分解还有CO产生，所以A中反应的化学方程式为H2C2O4H2O ＋CO↑＋CO2↑。
②由于草酸易挥发，能与石灰水反应，从而干扰CO2的检验，所以上述装置中，B装置的作用是冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰。为防止反应产生的CO2干扰CO的检验，需要氢氧化钠溶液吸收CO2，即D的作用是除去混合气体中的CO2。CO有毒，需要尾气处理，因此从环境保护角度来看，该方案的不足之处是没有尾气处理装置。
（4）2.52 g草酸晶体的物质的量＝2.52g÷126g/mol＝0.02mol，氢氧化钠的物质的量是0.1L×0.2mol/L＝0.02mol，所以二者反应后恰好生成NaHC2O4。测得反应后溶液呈酸性，说明HC2O4—的电离程度大于HC2O4—的水解程度，所以形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HC2O4—)>c(H＋)>c(C2O42—)>c(OH－)。
考点：考查氧化还原反应、外界条件大于反应速率的影响、气体检验以及溶液中离子浓度大小比较
保持增大趋势
