以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称 乙二酸 乙二酸晶体
分子式 H2C2O4 H2C2O4?2H2O
颜色状态 无色固体 无色晶体
溶解度(g) 8.6(20℃) -
熔点(℃) 189.5 101.5
密度(g?cm-3 1.900 1.650
又知:
①草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解.
②草酸钙不溶于水.
③草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊.
④草酸蒸气在低温下可冷凝为固体.
根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
【提出猜想】
(猜想一)根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
设计方案:
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,请用下列装置组成一套探究实验装置(草酸晶体分解装置略,装置可重复使用,连接导管略去).
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A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜,D中装澄清石灰水、E中装碱石灰
请回答下列问题:
①装置的连接顺序为:A→
 

②检验产物中CO的实验现象是
 

③整套装置是否存在不合理之处,
 
(填是或否),若有该如何解决
 

 

(猜想二)乙二酸具有弱酸性
设计方案:
(2)该小组同学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
 
(填字母).
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
(猜想三)乙二酸具有还原性
设计方案:
(3)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.配平该反应的离子方程式:
 
 MnO4-+
 
H2C2O4+
 
H+
 
Mn2++
 
CO2↑+
 
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(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品(含有H2C2O4?2H2O及其它一些杂质)中H2C2O4?2H2O的含量.
方法是:称取该样品0.12g,加适量水完全溶解,然后用0.020mol?L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示(单位:mL),则该草酸晶体样品中H2C2O4?2H2O的质量分数为
 
.(已知相对原子质量:Mr(H2C2O4?2H2O)=126)

芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸 。反应原理:

反应试剂、产物的物理常数:

名称

相对分子质量

性状

熔点

沸点

密度

溶解度

乙醇

乙醚

甲苯

92

无色液体易燃易挥发

-95

110.6

0.8669

不溶

苯甲酸

122

白色片状或针状晶体

122.4

248

1.2659

微溶

易溶

易溶

主要实验装置和流程如下:

1回流搅拌装置 ????      ???????????????? 图2抽滤装置  

实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100时, 反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

1)仪器K的名称为????? 。无色液体A的结构简式为????? 。操作?????

如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是?????

3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是?????

A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀

B.安装电动搅拌器时,搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触

C.抽滤结束后,为防止倒吸,应先关闭水龙头,再断开真空系统与过滤系统的连接

D.冷凝管中水的流向是下进上出

4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入????? ,分液,水层再加入????? ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。

5纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml溶液,取其中25.00ml溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为?????

 

下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:

【研究课题】探究乙二酸的某些性质

【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:

名称

乙二酸

乙二酸晶体

分子式

H2C2O4

H2C2O4·2H2O

颜色状态

无色固体

无色晶体

溶解度(g)

8.6(20℃)

熔点(℃)

189.5

101.5

密度(g·cm-3

1.900

1.650

又知草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息,回答下列问题:

【提出猜想】

[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想

[设计方案]

(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,并设计了探究实验,实验装置如下(草酸晶体分解装置略)。

限选试剂:澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。请回答下列问题:

①B装置中所装药品为                 

② CO2的检验装置是      (填上面装置编号,下同),CO的检验装置是          

③装置A的作用是                                                

[猜想二]乙二酸具有弱酸性

[设计方案]

(2)该小组同学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        (填字母)。

A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色

B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH

C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH

D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出

[猜想三]乙二酸具有还原性

[设计方案]

(3)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。配平该反应的离子方程式:

   MnO4- +    H2C2O4 +    H+ =    Mn2+ +    CO2↑+    H2O

(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量,方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为              

 

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