题目内容
9．某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度（杂质不发生反应）．查阅资料：草酸晶体（H2C204•2H20）l00℃开始失水，101.5C熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和C02．下面是可供选择的实验仪器（图中某些加热装置已略去），实验所需药品不限．
（l）最适宜加热分解草酸晶体的装置是C（试管底部略向下弯成弧形）．若选装置A可能会造成的后果是：固体药品熔化后会流到试管口；若选装置B可能会造成的后果是冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂．
（2）三种气体检验的先后次序是C（填编号）．
A．CO2、H2O、CO B．CO、H2O、CO2 C．H2O、CO2、CO D．H2O、CO、CO2
（3）实验利用装置“G（碱石灰）-F-D（CuO固体）-F”检验CO，则F中盛装的试剂是澄清的石灰水，证明含有CO的现象是前一个F中没有浑浊，后一个F中有沉淀，D中固体反应后从黑色变成红色．
（4）把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合，测量完全分解后所得气体的体积，测定ag草酸晶体的纯度．经实验得到气体的体积为VmL（已换算成标准状况），则草酸纯度的表达式为$\frac{126×V×1{0}^{-3}}{22.4a}$．
（5）请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值：常温时，用pH计测量0.100mol/L草酸钠溶液的pH，则c（OH-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$，并根据方案中测得的物理量，写出计算Ka2的表达式依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH计算$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1-c（O{H}^{-}）}$，Ka2=$\frac{0.1-c（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}×{K}_{w}$．．
分析 （1）草酸晶体的熔点低，受热容易熔化，用C装置加热分解革酸晶体，熔融的固体不易流下，适用于加热草酸，若选择装置A加热会使固体熔融物溶化后流到试管口处，若选择装置B分解生成的水会倒流试管底部炸裂试管；
（2）150℃左右分解产生H2O、CO和C02，三种气体的检验顺序应遵循现象明显且不相互干扰，应先检验水，再检验二氧化碳，最后检验一氧化碳；
（3）实验利用装置“G（碱石灰）-F-D（CuO固体）-F”检验CO，通过装置G吸收水和二氧化碳，通过装置F检验二氧化碳是否除净，通过装置D检验是否有一氧化碳含有氧化铜为铜，最后通过装置F检验是否生成二氧化碳气体；
（4）草酸晶体（ H2C204•2H20）l00℃开始失水，101.5C熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和C02．反应的化学方程式为：H2C204•2H20$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H2O+CO+C02，实验得到气体的体积为V mL（已换算成标准状况），为一氧化碳，物质的量和草酸晶体物质的量相同，据此计算；
（5）常温时，用pH计测量0.100 mol/L 草酸钠溶液的pH，依据水解平衡C2O42-+H2O?HC2O4-+OH-，计算平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$．
解答 解：（1）最适宜加热分解革酸晶体的装置是C．若选装置A可能会造成的后果是固体药品熔化后会流到试管口，若选装置B可能会造成的后果是冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂，
故答案为：固体药品熔化后会流到试管口；冷凝水会倒流到试管底，造成试管破裂；
（2）150℃左右分解产生H2O、CO和C02，三种气体的检验顺序应遵循现象明显且不相互干扰，应先检验水，再检验二氧化碳，最后检验一氧化碳；
故答案为：C；
（3）实验利用装置“G（碱石灰）-F-D（CuO固体）-F”检验CO，通过装置G吸收水和二氧化碳，通过装置F检验二氧化碳是否除净，通过装置D检验是否有一氧化碳含有氧化铜为铜，最后通过装置F检验是否生成二氧化碳气体，
故答案为：澄清的石灰水；前一个F中没有浑浊，后一个F中有沉淀，D中固体反应后从黑色变成红色；
（4）反应的化学方程式为：H2C204•2H20$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3H2O+CO+C02，实验得到气体的体积为V mL（已换算成标准状况），为一氧化碳，物质的量和草酸晶体物质的量相同，n（H2C204•2H20）=n（CO）=$\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}$mol/L，
草酸纯度的表达式═$\frac{\frac{V×1{0}^{-3}}{22.4}mol×126g/mol}{ag}$=$\frac{126×V×1{0}^{-3}}{22.4a}$，
故答案为：$\frac{126×V×1{0}^{-3}}{22.4a}$；
（5）常温时，用pH计测量0.100 mol/L 草酸钠溶液的pH，则c（OH-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$；依据 C2O42-+H2O?HC2O4-+OH，Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）•c（H{C}_{2}{{O}_{4}}^{-}）}{c（{C}_{2}{{O}_{4}}^{2-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$，则依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH-计算$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1-c（O{H}^{-}）}$，Ka2=$\frac{0.1-c（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}×{K}_{w}$，
故答案为：常温时，用pH计测量0.100 mol/L 草酸钠溶液的pH，则c（OH-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$；依据C2O42-+H2O?HC2O4-+OH计算$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a2}}$=$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{0.1-c（O{H}^{-}）}$，Ka2=$\frac{0.1-c（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}×{K}_{w}$．
点评 本题考查了物质在的探究实验过程分析判断，题目难度中等，主要是物质检验、物质含量的测定方法分析应用，掌握基础是解题关键，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．
| A． | 镁与稀盐酸反应 | B． | CO燃烧生成CO2 | ||
| C． | 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应 | D． | 生石灰溶于水 |
| A． | 一定温度下，10mL 0.50mol•L-1NH4Cl溶液与20mL 0.25mol•L-1NH4C1溶液含NH4+物质的量相同 | |
| B． | 25℃时，将a mo1•L-l氨水与0.01 moI•L-1盐酸等体积混合，反应完全时溶液中c（NH4+）=c（C1-），用含a的代数式表示反应完全时NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$ | |
| C． | 一定温度下，已知0.1 mol•L-1 的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH?CH3COO-+H+，加少量烧碱溶液可使溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$值增大 | |
| D． | 等体积、pH都为3的酸HA和HB分别与足量的锌反应，HA放出的氢气多，说明酸性：HA＞HB |
都属于萘（结构简式：
的同系物，则萘和萘的同系物分子组成通式是（ ）| A． | CnH2n-6（n≥11） | B． | CnH2n-12（n＞10） | C． | CnH2n-10（n≥10） | D． | CnH2n-12（n≥10） |
某研究性学习小组为了证明在同温同压下，相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时，生成氢气的体积相同而反应速率不同，同时测定实验室条件下的气体摩尔体积．设计的简易实验装置如图所示．该实验的主要操作步骤如下：