题目内容

17．草酸（H2C2O4）是一种重要的有机化工原料．为探究草酸的性质，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，有关物质的部分性质如表：
 物质 熔点/℃ 化学性质
 H2C2O4 189.5℃ 二元弱酸，有毒，具有腐蚀性，易溶于水，100℃开始升华，157℃时开始分解，与浓硫酸混合加热会产生CO2、CO和H2O，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物
（1）为证明草酸受热分解的产物中含有CO2和CO（部分夹持仪器和加热装置省略），某课题小组设计实验如下：

①写出E中反应的化学方程式并用双线桥标明电子转移的方向和数目：
②用如图提供的仪器和试剂做实验时，装置B中出现白色浑浊，也不能说明一定有CO2，请你提出改进意见：在A与B之间添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管）
③利用改进后的装置进行实验时，要先加热A（填“A”“B”“C”“D”“E”或“F”，下同）装置，后加热E装置．
（2）该小组同学利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”．实验时，先分别量 取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需的时间来判断反应的快慢．该小组设计了如下方案：
 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度/℃
 浓度/mol•L-1 体积/mL 浓度/mol•L-1 体积/mL
Ⅰ 0.10 2.0 0.010 4.0 25
Ⅱ 0.20 2.0 0.010 4.0 25
Ⅲ 0.20 2.0 0.010 4.0 50
①已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）：n（KMnO4）≥2.5
②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是Ⅱ和Ⅲ；探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是I和Ⅱ．

分析 （1）①氧化还原反应中失电子的元素化合价升高，得电子的元素化合价降低，化合价降低数目=化合价升高数目=转移的电子数目；
②加热时草酸易挥发，草酸和氢氧化钙反应生成草酸氢钙沉淀；
③一氧化碳和氧气反应在一定范围内易产生爆炸，为防止产生安全事故发生，应先制取气体，用生成的气体除去装置中的氧气；
（2）①高锰酸钾和草酸反应方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，为了观察到紫色褪去，草酸应该稍微过量；
②探究温度对化学反应速率影响，这两组实验应该只有温度一个变量，其余条件都相同；
探究反应物浓度对化学反应速率影响的两组实验应该只有反应物浓度一个变量，其余条件都相同．

解答 解：（1）①E中反应的化学方程式为CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2，一氧化碳C元素化合价由+2价升高到+4价失去2e-，CuO中Cu元素化合价由+2价降为0价得到2e-，反应转移电子2mol，即用双线桥标明电子转移的方向和数目为，故答案为：．
②草酸加热100℃开始升华，157℃时开始分解，草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物，加热时草酸易挥发，生成的碳氧化物中含有草酸，草酸和氢氧化钙反应生成草酸氢钙沉淀，从而干扰实验现象，为防止干扰实验，在A与B之间添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管），
故答案为：在A与B之间添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管）；
③一氧化碳和氧气反应在一定范围内易产生爆炸，为防止产生安全事故发生，应先制取气体，用生成的气体除去装置中的氧气，所以应先加热A后加热E，
故答案为：A；E；
（2）①高锰酸钾和草酸反应方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，为了观察到紫色褪去，草酸应该稍微过量，所以n（H2C2O4）：n（KMnO4）≥2.5，
故答案为：2.5；
②探究温度对化学反应速率影响，这两组实验应该只有温度一个变量，其余条件都相同，所以应该是II和III；
探究反应物浓度对化学反应速率影响的两组实验应该只有反应物浓度一个变量，其余条件都相同，所以应该是I和II；
故答案为：Ⅱ和Ⅲ；I和Ⅱ．

点评 本题考查探究物质的组成及含量测定、化学反应速率影响因素等知识点，综合性较强，明确实验原理是解本题关键，难点是物质检验先后顺序，同时考查学生实验操作能力及思维的缜密性，题目难度中等．

练习册系列答案
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A．2B．4C．8D．12

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