某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容:乙二酸(HOOC-COOH.可简写为H2C2O4)俗称草酸.易溶于水.属于二元中强酸.且酸性强于碳酸.草酸在常温下呈无色晶体状.其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度.且易升华．为探究草酸的部分化学性质.进行了如下实验:(1)向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液.观察到有无色气泡产生．该反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

4．某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸（HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华．
为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
（1）向盛有1mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生．该反应的离子方程式为HCO₃^-+H₂C₂O₄═HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O．
（2）取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色．（反应热效应不明显，可忽略不计）
①该实验说明草酸具有还原（填“氧化”或“还原”）性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率．
②配平：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6 H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（3）为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置：

①C、H装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．
②上述装置中，B装置的作用是冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰，D的作用是除去混合气体中的CO₂．
从环境保护角度来看，该方案的不足之处是没有尾气处理装置．
（4）该小组同学将2.52g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）加入到100mL 0.2mol•L^-1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为Na⁺＞HC₂O₄^-＞H⁺＞C₂O₄^-＞OH^-（用离子符号表示）．

分析（1）草酸酸性强于碳酸，所以草酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳；
（2）①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明草酸能将酸性高锰酸钾溶液还原，则草酸作还原剂；生成的锰离子能作催化剂而加快反应速率；
②该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数是10，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式；
（3）草酸不稳定，受热易分解，且草酸易升华，所以分解产物中含有草酸，草酸常温下为无色晶体，所以B装置作用是冷却草酸蒸气，C装置是检验二氧化碳，D装置有碱性溶液，能吸收二氧化碳，E装置检验二氧化碳是否除尽，F装置干燥气体，如果G装置中固体变红色、H装置溶液变浑浊，说明生成气体中含有CO，
①C、H装置均变浑浊，说明含有二氧化碳，E处无现象，说明从D处出来的气体中不含二氧化碳，G玻璃管里黑色变红色，说明含有还原性气体，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式；
②B装置具有冷却作用，D装置吸收二氧化碳；CO有毒，不能直接排空；
（4）n（H₂C₂O₄•2H₂O）=$\frac{2.52g}{126g/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，二者恰好完全反应生成草酸氢钠，混合后溶液呈酸性，说明草酸氢根离子电离程度大于水解程度，结合电荷守恒判断离子浓度大小．

解答解：（1）草酸酸性强于碳酸，所以草酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，离子方程式为HCO₃^-+H₂C₂O₄═HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+H₂C₂O₄═HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；
（2）①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明草酸能将酸性高锰酸钾溶液还原，则草酸作还原剂，则草酸体现还原性；生成的锰离子能作催化剂而加快反应速率，
故答案为：还原；反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率；
②该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数是10，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：2；5；6；2；10；8H₂O；
（3）草酸不稳定，受热易分解，且草酸易升华，所以分解产物中含有草酸，草酸常温下为无色晶体，所以B装置作用是冷却草酸蒸气，C装置是检验二氧化碳，D装置有碱性溶液，能吸收二氧化碳，E装置检验二氧化碳是否除尽，F装置干燥气体，如果G装置中固体变红色、H装置溶液变浑浊，说明生成气体中含有CO，
①C、H装置均变浑浊，说明含有二氧化碳，E处无现象，说明从D处出来的气体中不含二氧化碳，G玻璃管里黑色变红色，说明含有还原性气体，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑，故答案为：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑；
②草酸能和氢氧化钙反应生成沉淀而干扰二氧化碳检验，所以B装置具有冷却草酸蒸气作用，避免对二氧化碳检验的干扰；D装置吸收二氧化碳，除去混合气体中的二氧化碳；CO有毒，不能直接排空，所以应该有尾气处理装置，
故答案为：冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰；除去混合气体中的CO₂；没有尾气处理装置；
（4）n（H₂C₂O₄•2H₂O）=$\frac{2.52g}{126g/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，二者恰好完全反应生成草酸氢钠，混合后溶液呈酸性，说明草酸氢根离子电离程度大于水解程度，水电离生成氢离子，结合电荷守恒判断离子浓度大小为Na⁺＞HC₂O₄^-＞H⁺＞C₂O₄^-＞OH^-，故答案为：Na⁺＞HC₂O₄^-＞H⁺＞C₂O₄^-＞OH^-．

点评本题考查性质实验方案设计，为高频考点，明确实验原理及物质性质、检验方法是解本题关键，知道各个装置的作用及实验现象，注意二氧化碳、CO检验先后顺序，题目难度中等．

练习册系列答案

15．（1）下列物质中：互为同素异形体的有③⑤ （填序号，下同），属于同位素的有②⑥，属于同一种物质的有①④．
①液氯 ②${\;}_{17}^{35}$Cl ③白磷 ④氯气 ⑤红磷 ⑥${\;}_{17}^{37}$Cl
（2）下列物质中：只存在共价键的是②⑧（填序号，下同），既存在离子键又存在极性共价键的是④⑥，只存在离子键的是⑤⑦．
①Ar ②CO₂ ③Na₂O₂④KOH ⑤MgBr₂ ⑥NH₄Cl ⑦CaO ⑧H₂SO₄．

12．${\;}_{\;}^{16}$O和${\;}_{\;}^{18}$O是氧元素的两种核素，N_A表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）

	A．	${\;}_{\;}^{16}$O₂与${\;}_{\;}^{18}$O₂是氧元素的两种核素
	B．	标准状况下，1.12L${\;}_{\;}^{16}$O₂和1.12L${\;}_{\;}^{18}$O₂均含有0.1N_A个氧原子
	C．	通过化学变化可以实现${\;}_{\;}^{16}$O与${\;}_{\;}^{18}$O之间的相互转化
	D．	${\;}_{\;}^{16}$O与${\;}_{\;}^{18}$O核外电子排布方式不同

19．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示．下列说法错误的是（　　）

	A．	工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗
	B．	从苦卤中提取Br₂的反应的离子方程式为2Br ^-+Cl₂═2Cl^-+Br₂
	C．	试剂1可以选用石灰乳
	D．	可用BaCl₂溶液除去粗盐中的SO₄^2-

9．二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一．
（l）目前工业上使用的捕碳剂有NH₃和（NH₄）₂CO₃，它们与CO₂可发生如下可逆反应：
2NH₃（l）+H₂O（l）+CO₂（g）?（NH₄）₂CO₃（aq） K₁
NH₃（l）+H₂O（l）+CO₂（g）?NH₄HCO₃（aq） K₂
（NH₄）₂CO₃（aq）+H₂O（l）+CO₂（g）?2NH₄HCO₃（aq） K₃
则K₃=$\frac{{K}_{2}^{2}}{{K}_{1}}$（用含K_l、K₂的代数式表示）．
（2）利用CO₂制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向，具体如下：
方法一：CO₂催化加氢合成乙烯，其反应为：2CO₂（g）+6H₂（g）?C₂H₄（g）+4H₂O（g）△H=akJ．mol^-1起始时按n（CO₂）：n（H₂）=1：3的投料比充入20L的恒容密闭容器中，不同温度下平衡时H₂和H₂O的物质的量如图甲所示：

①a＜0（选填“＞”或“＜”）．
②下列说法正确的是A（填字母序号）．
A．使用催化剂，可降低反应活化能，加快反应速率
B．其它条件不变时，若扩大容器容积，则U_正减小，v_逆增大
C．测得容器内混合气体密度不随时间改变时，说明反应已达平衡
③393K下，H₂的平衡转化率为67.4%（保留三位有效数字）．
④393K下，该反应达到平衡后，再向容器中按n（CO₂）：n（H₂）=1：3投入CO₂和H₂，
则n（H₂）/n（C₂H₄）将变小（填“变大”、“不变”或“变小”）．
方法二：
用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯，其原理如图乙所示•
⑤b电极上的电极反应式为2CO₂+12H⁺+12e^-=C₂H₄+4H₂O
⑥该装置中使用的是阳（“阴”或“阳”）离子交换膜．

16．

科学家研制出的八硝基立方烷（结构如图所示，碳原子未画出）是一种新型高能炸药，爆炸分解得到无毒、稳定的气体，下列说法正确的是（　　）

	A．	该物质爆炸产物是N₂、CO₂、H₂O
	B．	1 mol该分子中含8 mol二氧化氮
	C．	该物质可由立方烷发生取代反应制得
	D．	C、N间形成非极性键

13．用惰性电解电解一定体积的CuSO₄溶液一段时间后，发现需加入0.15mol Cu（OH）₂才能使溶液恢复到原来状态，则整个电解过程中转移的电子的物质的量为（　　）

14．为了得到比较纯净的物质，下列使用的方法恰当的是（　　）

	A．	向Na₂CO₃饱和溶液中，通入过量的CO₂后，加热蒸干得NaHCO₃晶体
	B．	加热蒸发CuCl₂饱和溶液得纯净的CuCl₂晶体
	C．	向FeBr₂溶液中加入过量的氯水，加热蒸发得FeCl₃晶体
	D．	向FeCl₃溶液里加入足量NaOH溶液，经过滤、洗涤沉淀，再充分灼烧沉淀得Fe₂O₃

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