Question

【題目】草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。請回答下列問題：

(1)甲組同學按照上圖所示裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。裝置C中可觀察到的現象是_______，由此可知草酸晶體分解的產物中有__________。裝置B的主要作用是_____________。

(2)乙組同學認為草酸晶體分解產物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。

①乙組同學的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B_____________。

裝置H反應管中盛有的物質是_________________。

②能證明草酸晶體分解產物中有CO的現象是_________________。

(3)設計實驗證明：

①草酸的酸性比碳酸的強_____________。

②草酸為二元酸___________________。

(4)草酸和草酸鈉（Na2C2O4）可以在酸性條件下被KMnO4溶液、MnO2氧化，錳元素被還原為+2價。KMnO4溶液和草酸鈉溶液在稀硫酸中反應的離子方程式為：________________。

實驗室常用固體草酸鈉測定KMnO4溶液的濃度。準確稱取0.2000g草酸鈉，放入錐形瓶中，加入100mL稀硫酸溶解，用配制好的KMnO4溶液滴定，三次重復實驗消耗KMnO4溶液的體積分別是16.02mL、16.00 mL、16.01 mL,則KMnO4溶液的物質的量濃度的計算式是：c(KMnO4)=_______________。

Answer 1

【答案】 有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁 CO2 防止草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗 F、D、G、H、D、I CuO H中黑色粉末變為紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產生 用NaOH標準溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質的量為草酸的2倍 2M n O4-+16H++5C2O42-═2Mn2++10CO2↑+8H2O

【解析】(1)裝置C中可觀察到的現象是有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產物中有CO2。由于草酸易升華，能與石灰水反應生成沉淀，則裝置B的主要作用是防止草酸進入裝置C反應生成沉淀，干擾CO2的檢驗。(2)①由裝置A、B出來的氣體含有CO2、CO，容易想到用灼熱氧化銅來氧化CO，進而檢驗其產物CO2。但要注意到原產物中有CO2，故要設計除去CO2和驗證CO2除盡的環節，所以依次連接的合理順序為A、B、F（除CO2）、D（驗證CO2被除盡）、G（干燥，這是氣體進入加熱裝置的常規要求）、H（氧化CO）、D（驗證H中生成的CO2來證明CO的存在）、I（尾氣處理）；根據以上分析可知裝置H反應管中盛有的物質是CuO。②CO具有還原性，能還有氧化銅生成銅和CO2，則能證明草酸晶體分解產物中有CO的現象是H中黑色粉末變為紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。(3)①根據較強酸制備較弱酸可知證明草酸的酸性比碳酸的強的實驗方案是向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產生，說明草酸的酸性強于碳酸。②要證明草酸為二元酸需要利用中和反應，即用NaOH標準溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物質的量為草酸的2倍即可說明草酸為二元酸。(4)根據原子守恒和電子得失守恒可知KMnO4溶液和草酸鈉溶液在稀硫酸中反應的離子方程式為2MnO4-+16H++5C2O42-═2Mn2++10CO2↑+8H2O。消耗標準液體積的平均值是(16.02mL+16.00 mL+16.01 mL)/3=16.01 mL，根據方程式可知KMnO4溶液的物質的量濃度的計算式是。