题目内容

【题目】草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,易溶于水,熔点为101℃(失水后能升华),170℃以上分解。其钠、钾、铵盐均易溶于水,而钙盐难溶于水。某实验探究小组对草酸晶体进行加热,并验证其分解产物。

(1)加热草酸晶体最适宜选用下图中的_______(填装置编号),不选其它装置的原因是 _________。

(2)若将产生的气体直接通入澄清石灰水来检验分解产物中是否含CO2,请你评价正确与否并作简要的解释___________。

(3)用下图装置检验草酸的分解产物H2O(g)、CO2和CO.将这种混合气体依次通过___________(填装置中接口的字母,可重复使用)。

(4)能否依据硬质玻璃管Fe2O3质量的减轻来计算分解产生CO的量?_____。假设硬质玻璃管中所装为铁氧化物的混合物,可能是FeO、Fe2O3、Fe3O4的任意组合,现取ag混合物充分反应后,质量减轻了8a/29克,通过计算确定该混合物中三种氧化物的物质的量的关系为____。

(5)为测定样品中草酸晶体的质量分数,设计如下方案:称取一定量样品,用上述装置进行实验,称量装置D反应前后的质量差。由此计算出的实验结果比实际值偏低,排除仪器和操作因素,其可能原因:_______。

(6)有同学设计下图装置来证明Fe2O3反应后的固体中含有单质铁,你认为可行吗?____,其原因是:_______;图中安全漏斗的作用是____________________。

(7)设计一个简单的实验证明草酸是弱酸:_____________________________________。

【答案】c 草酸晶体熔点为101℃,加热熔化为液体从导气管中流出,所以不用a;当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体,分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体,流回到热的试管底部,使试管炸裂,故b不用 不正确,草酸受热升华,草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀 d、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i 不能 n(FeO):n(Fe 2 O 3 )=1:1,n(Fe 3 O 4 )≥0;72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。 一氧化碳没有全部与氧化铜反应(其他合理答案也可以) 可行 Fe2O3反应后的固体中,只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体 加盐酸时弯管处存有液体,防止产生的气体从漏斗中逸出 常温下测定已知浓度c(H2C2O4)溶液的pH,若溶液pH>-lgc(H2C2O4),则H2C2O4为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质,或测定草酸钠溶液的pH,如大于7,则为弱酸

【解析】

(1)草酸晶体熔点为101℃,加热熔化为液体从导气管中流出,所以不用a装置;b装置中,当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体,分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体,流回到热的试管底部,使试管炸裂,不用b装置;c装置中试管下端是弯管加热生成的水不会发生倒流,c装置可以;

(2)草酸蒸气进入澄清石灰水也会发生反应生成草酸钙白色沉淀;

(3)检验草酸的分解产物H2O(g)、CO2和CO,先通过干燥管检验生成的水,通过澄清石灰水检验二氧化碳气体的存在,通过氢氧化钠溶液除去气体中的二氧化碳气体,通过碱石灰吸收水蒸气得到干燥的一氧化碳,通过玻璃管中的氧化铁发生反应检验一氧化碳的存在,通过澄清石灰水检验生成的二氧化碳存在,证明含一氧化碳气体,最后剩余一氧化碳气体点燃燃烧处理;

(4)一氧化碳通过玻璃管发生的反应不能使生成的一氧化碳完全反应;

(5)氧化铁发生反应后只有生成的铁和盐酸发生反应生成氢气;安全漏斗的作用是防止生成的气体从漏斗中逸出;

(6)证明草酸是弱酸需要证明水溶液中存在电离平衡,溶液中存在电离平衡,可以测定一定浓度的溶液的pH判断。

(1)分析装置可知,草酸晶体熔点为101℃,加热熔化为液体从导气管中流出,所以不用a装置;b装置中,当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体,分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体,流回到热的试管底部,使试管炸裂,不用b装置;c装置中试管下端是弯管加热生成的水不会发生倒流,c装置可以。本小题答案为:c;草酸晶体熔点为101℃,加热熔化为液体从导气管中流出,所以不用a;当170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体,分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体,流回到热的试管底部,使试管炸裂,故b不用。

(2)若将产生的气体直接通入澄清石灰水,草酸受热升华,草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀,不能检验分解产物中是否含CO2。本小题答案为:不正确,草酸受热升华,草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀。

(3)检验草酸的分解产物H2O(g)、CO2和CO,先通过干燥管检验生成的水,通过澄清石灰水检验二氧化碳气体的存在,通过氢氧化钠溶液除去气体中的二氧化碳气体,通过碱石灰吸收水蒸气得到干燥的一氧化碳,通过玻璃管中的氧化铁发生反应检验一氧化碳的存在,通过澄清石灰水检验生成的二氧化碳存在,证明含一氧化碳气体,最后剩余一氧化碳气体点燃燃烧处理,装置接口连接顺序为:d、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i。本小题答案为: d、c、 a、b f、e、k、j、 g(或h)、h(或g) a、b 、i。

(4)Fe2O3质量的减轻能计算发生反应的CO的量,一氧化碳通过玻璃管发生的反应不能使生成的一氧化碳完全反应,生成的一氧化碳没有完全与Fe2O3反应。

a克铁氧化物的混合物所含铁原子的质量为(a- 8a/29)g= g,所以混合物中n(Fe):n(O)= ,由于Fe 3 O 4 中铁原子与氧原子的个数比为3:4,只要FeO与Fe2O3 保证混合铁原子与氧原子的个数比为3:4,即可,与Fe 3 O 4 任意含量无关,令n(FeO)为x,n(Fe 2 O 3 )为y,所以有(x+2y):(x+3y)=3:4,即x:y=1:1,且满足三者质量之和为ag,即72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。本小题答案为:不能;n(FeO):n(Fe 2 O 3 )=1:1,n(Fe 3 O 4 )≥0;72n(FeO)+160n(Fe 2 O 3 )+232n(Fe 3 O 4 )=a。

(5)其可能的原因为:一氧化碳没有全部与氧化铜反应,草酸中的碳元素没有完全转化为一氧化碳等。

(6)混合物中只有生成的铁和盐酸反应生成氢气,所以可以利用装置进行证明,依据是否有气体生成可以判断反应生成的产物中含有铁,加盐酸时弯管处存有液体,是为了防止产生的气体从漏斗中逸出。本小题答案为:可行; Fe2O3反应后的固体中,只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体;加盐酸时弯管处存有液体,防止产生的气体从漏斗中逸出。

(7)常温下测定已知浓度c(H2C2O4)溶液的pH,若溶液pH>lgc(H2C2O4),则草酸中氢离子不能完全电离,溶液中存在电离平衡,说明H2C2O4为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质,或测定草酸钠溶液的pH,如大于7,则为弱酸。本小题答案为:常温下测定已知浓度c(H2C2O4)溶液的pH,若溶液pH>-lgc(H2C2O4),则H2C2O4为弱酸或弱电解质存在电离平衡、不完全电离等性质,或测定草酸钠溶液的pH,如大于7,则为弱酸。

练习册系列答案
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实验编号

待测盐酸的体积(mL)

NaOH溶液的浓度(mol·L-1)

滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL)

1

20.00

0.10

24.18

2

20.00

0.10

23.06

3

20.00

0.10

22.96

I、(1)滴定达到终点的标志是是______________________。

(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为___________(保留小数点后3位)。

(3)排除碱式滴定管尖嘴中气泡的方法应采用________操作,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。

(4)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有___________。

A.用酸式滴定管取20.00 mL待测盐酸,使用前,水洗后未用待测盐酸润洗

B.锥形瓶水洗后未干燥

C.称量NaOH固体时,有小部分NaOH潮解

D.滴定终点读数时俯视

E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失

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(1)图I表示10mL量筒中液面的位置,A与B,B与C刻度间相差1mL,如果刻度A为4,量简中液体的体积是________mL。

(2)图II表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a ,则滴定管中液体的体积(填代号)______________。

A. 是amL

B.是(50-a)mL

C. 一定大于amL

D.一定大于(50-a)mL

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