Question

16．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，简写为H₂C₂O₄）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸，酸性强于碳酸，熔点为101.5℃，在157℃升华．
（1）写出乙二酸的电离方程式H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺．
（2）向盛有1mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入过量乙二酸溶液，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．
（3）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有还原性（填“氧化性”、“还原性”或“酸性”），请配平该反应的离子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（4）将一定量的乙二酸放于试管中，按图所示装置进行实验（夹持装置未标出）：

实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中粉末变蓝，F中粉末变红．据此回答：
上述装置中，B的作用是证明乙二酸分解产生了H₂O，D的作用是除去混合气体中的CO₂，乙二酸分解的化学方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）乙二酸为二元中强酸，酸性强于碳酸，存在电离平衡；
（2）由于题中强调足量的草酸，故反应后草酸转化为HC₂O₄^-，若写成C₂O₄^2-是错误的．
（3）由紫红色褪去可知草酸具有还原性，把MnO₄^-还原为Mn²⁺，根据氧化还原反应得失电子守恒配平反应方程式；
（4）由现象可知B中CuSO₄固体检验草酸分解产物中的水，C装置检验草酸分解产物中的CO₂，D装置的目的是为了除尽CO₂，防止影响后续实验现象的判断，E装置用来干燥气体，F、G装置用来判断草酸分解产物中有无CO生成，乙二酸分解的化学方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

解答 解：（1）乙二酸为二元中强酸，酸性强于碳酸，存在电离平衡，则电离方程式为H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，故答案为：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺；
（2）题中强调足量的草酸，故反应后草酸转化为HC₂O₄^-，且酸性强于碳酸，反应的离子方程式为HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，
故答案为：HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；
（3）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明具有氧化性的高锰酸钾被还原，说明草酸具有还原性，把MnO₄^-还原为Mn²⁺，反应中根据氧化剂得失电子守恒可知氧化剂和还原剂物质的量之间的关系为：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄，在根据电荷守恒和质量守恒可写出反应方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案为：还原性；2；5；6；2；10；8；
（4）装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中粉末变蓝，F中粉末变红，可知B中CuSO₄固体检验草酸分解产物中的水，B的作用为证明乙二酸分解产生了H₂O，C装置检验草酸分解产物中的CO₂，D装置的作用是除去混合气体中的CO₂，防止影响后续实验现象的判断，E装置用来干燥气体，F、G装置用来判断草酸分解产物中有无CO生成，F中变红可知乙二酸分解有CO生成，则乙二酸分解的化学方程式为H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑，
故答案为：证明乙二酸分解产生了H₂O；除去混合气体中的CO₂；H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

点评 本题考查较综合，涉及性质实验方案的设计、离子反应、氧化还原反应等，注重高频考点的考查，把握（4）中实验装置的作用、实验现象与反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度不大．