Question

10．草酸晶体的组成可表示为H₂C₂O₄•xH₂O．实验室常用其加热分解制取CO气体，反应方程式为：H₂C₂O₄•xH₂O  CO+CO₂+（x+1）H₂O．下图为分解草酸晶体，用干燥纯净的CO还原CuO制取Cu，并收集CO的实验装置（略去铁架台、铁夹等支撑加持装置），回答下列问题．
（1）A装置为加热分解草酸的装置，该装置错误是试管口应向下倾斜，C装置中盛放的试剂是浓硫酸 （填化学式），E装置的作用是安全瓶（或防倒吸）．
（2）实验过程中涉及到如下操作：①点燃A处的酒精灯 ②熄灭A处的酒精灯 ③点燃D处的酒精灯 ④熄灭D处的酒精灯．这4步操作由先到后的顺序为①③④②（填序号）．点燃D处酒精灯前必须要进行的操作名称是验纯．

（3）用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸晶体，求x的值．
实验步骤：准确称取1.17g 草酸晶体，配成100mL溶液；取出20.00mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0500mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液16.00mL．滴定时，所发生的反应为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O．
①配制草酸溶液除需要玻璃棒、烧杯，还一定需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、胶头滴管．
②x=1.5．
（4）为探究催化剂对化学反应速率的影响，在甲乙试管中分别加入下列物质

试管	0.01mol/L KMnO4	0.1mol/L H2C2O4	0.1mol/L H2SO4	MnSO4固体
甲	4mL	x mL	1mL	无
乙	y mL	2mL	1mL	有

则x=2，y=4．能够得出催化剂对该反应有影响结论的实验现象是加入MnSO₄固体的试管中溶液褪色速率比未加的快．

Answer 1

分析 （1）给试管中的固体加热时，试管口应该稍稍向下倾斜；根据图示装置及实验目的可知：B为澄清石灰水，目的是除去混合气体中二氧化碳，D为浓硫酸，目的是干燥CO气体；D中氧化铜与一氧化碳反应制取铜；E为安全瓶，起到防止倒吸的作用；F为澄清石灰水，除去二氧化碳气体，最后收集CO气体；
（2）纯度不足时一氧化碳气体会发生爆炸，所以先点燃A处酒精灯，用生成的CO将装置中空气排净，然后再点燃D处的酒精灯；熄灭酒精灯时，应该先熄灭D处酒精灯，然后再熄灭A处酒精灯；
（3）①根据配制一定物质的量浓度的溶液的方法判断需要的仪器；
②根据反应原理及高锰酸钾的物质的量计算出该草酸晶体中含有草酸的物质的量、质量，再计算出结晶水的物质的量，最后计算出x；
（4）探究催化剂催化剂对反应速率的影响时，其它条件必须完全相同，据此判断x、y值；使用催化剂后反应速率加快，溶液褪色时间减小．

解答 解：（1）反应中有水生成，容易导致试管炸裂，所以A装置中试管口应向下倾斜；B为澄清石灰水，目的是除去混合气体中二氧化碳，D为浓硫酸，目的是干燥CO气体；D中CuO与CO反应制取Cu；E为安全瓶，起到防止倒吸的作用；F为澄清石灰水，除去二氧化碳气体，
故答案为：试管口应向下倾斜；浓硫酸；安全瓶（或防倒吸）；
（2）CO气体的纯度不足时会发生爆炸现象，所以应该先点燃A处酒精灯，用生成的CO将装置中空气排净，然后再点燃D处的酒精灯；熄灭酒精灯时恰好相反，先熄灭D处酒精灯，然后再熄灭A处酒精灯，所以正确的操作方法为：①③④②；避免发生爆炸现象，所以点燃D处酒精灯前必须要进行检验CO纯度，
故答案为：①③④②；验纯；
（3）①配制草酸溶液除需要玻璃棒、烧杯，配制100mL溶液需要选用100mL容量瓶，定容时还需要胶头滴管，
故答案为：100mL容量瓶、胶头滴管；
②16mL 0.0500mol/L高锰酸钾溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：0.0500mol/L×0.016L=0.0008mol，100mL该醋酸溶液能够消耗高锰酸钾的物质的量为：0.0008mol×$\frac{100mL}{20mL}$=0.004mol，根据反应2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O可知1.17g样品中含有草酸的物质的量为：0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，草酸的质量为：90g/mol×0.01mol=0.9g，含有结晶水的物质的量为：$\frac{1.17g-0.9g}{18g/mol}$=0.015mol，则该草酸晶体中x=$\frac{0.015mol}{0.01mol}$=1.5，
故答案为：1.5；
（4）为探究催化剂对化学反应速率的影响，除了有催化剂和无催化剂以外，其它条件必须完全相同，则x=2、y=4；催化剂能够加快反应速率，则加入MnSO₄固体的试管中溶液褪色速率比未加的快，
故答案为：2；4；加入MnSO₄固体的试管中溶液褪色速率比未加的快．

点评 本题考查了探究物质组成、称量物质含量的方法，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作方法为解答关键，试题涉及的知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力，是一道质量较好的题目．