题目内容
已知草酸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，它还是一种还原性较强的物质．如图是利用饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2，ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点-59℃，沸点11.0℃．
（1）该反应的反应原理为：2KClO3+H2C2O4═2KHCO3+2ClO2↑．其中ClO2是 ．（选填“氧化产物”或“还原产物”）
（2）A装置中温度计的作用是 ．B装置的作用是 ．
（3）C装置是尾气处理装置，反应一段时间后，C中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质，有同学说，C中还可能含有Na2CO3，试分析可能的原因 ．
（4）某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈碱性，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．请在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论．限选实验试剂：1mol?L-1 H2SO4、0.1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 CH3COOH、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水．
（1）该反应的反应原理为：2KClO3+H2C2O4═2KHCO3+2ClO2↑．其中ClO2是
（2）A装置中温度计的作用是
（3）C装置是尾气处理装置，反应一段时间后，C中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质，有同学说，C中还可能含有Na2CO3，试分析可能的原因
（4）某同学查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈碱性，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．请在下表中写出实验步骤以及预期现象和结论．限选实验试剂：1mol?L-1 H2SO4、0.1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 CH3COOH、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，加入加入足量0.1mol?L-1 CH3COOH． | |
| 步骤2： |
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：（1）根据氧化还原反应化合价降低是氧化剂生成还原产物，化合价升高是还原剂生成氧化产物来判断；
（2）根据温度计的作用A装置中温度计的作用，根据ClO2沸点较低，易液化分析B装置的作用；
（3）草酸可与生成物碳酸氢钾反应生成二氧化碳，或KClO3氧化草酸生成二氧化碳气体；
（4）①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有；
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）根据温度计的作用A装置中温度计的作用，根据ClO2沸点较低，易液化分析B装置的作用；
（3）草酸可与生成物碳酸氢钾反应生成二氧化碳，或KClO3氧化草酸生成二氧化碳气体；
（4）①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有；
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：（1）KClO3在反应中化合价减低是氧化剂生成ClO2是还原产物，故答案为：还原产物；
（2）饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2，所以A装置中温度计的作用控制温度在60℃，又由于ClO2沸点较低，易液化，B可起到冷凝收集的作用，
故答案为：控制温度在60℃；将ClO2冷凝收集；
（3）反应后生成KHCO3，过量的草酸与KHCO3反应：HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，
也可能为因KClO3具有较强氧化性，将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，
故答案为：原因I：过量的草酸与KHCO3反应：HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；原因II：因KClO3具有较强氧化性，将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3；
（4）①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有，故答案为：只存在CaC2O4；
②进行实验先检验碳酸钙的存在，利用先加入的醋酸溶解碳酸钙沉淀而不溶解草酸钙沉淀说明有碳酸钙存在，再取少量不溶于醋酸的沉淀于试管中，再滴加足量0.1 mol?L-1 HCl，沉淀溶解说明又含草酸钙，故答案为：
（2）饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2，所以A装置中温度计的作用控制温度在60℃，又由于ClO2沸点较低，易液化，B可起到冷凝收集的作用，
故答案为：控制温度在60℃；将ClO2冷凝收集；
（3）反应后生成KHCO3，过量的草酸与KHCO3反应：HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，
也可能为因KClO3具有较强氧化性，将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，
故答案为：原因I：过量的草酸与KHCO3反应：HOOC-COOH+KHCO3=CO2↑+H2O+HOOC-COOK，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3，CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；原因II：因KClO3具有较强氧化性，将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3；
（4）①沉淀可能为CaCO3或CaC2O4或二者都有，故答案为：只存在CaC2O4；
②进行实验先检验碳酸钙的存在，利用先加入的醋酸溶解碳酸钙沉淀而不溶解草酸钙沉淀说明有碳酸钙存在，再取少量不溶于醋酸的沉淀于试管中，再滴加足量0.1 mol?L-1 HCl，沉淀溶解说明又含草酸钙，故答案为：
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 沉淀部分溶解，有气泡产生，说明沉淀中有碳酸钙． | |
| 取步骤1未溶沉淀于试管中，再滴加足量0.1 mol?L-1 HCl | 沉淀全部溶解，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，假设2成立． |
点评：本题考查了物质性质的实验设计和实验分析判断，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型和高频考点，掌握实验基础和物质性质是解题关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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