Question

16．某校化學研究性學習小組查閱資料了解到以下內容：
乙二酸（HOOC-COOH，簡寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強酸，酸性強于碳酸，熔點為101.5℃，在157℃升華．
（1）寫出乙二酸的電離方程式H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺．
（2）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入過量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產生．該反應的離子方程式為HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O．
（3）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發現其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有還原性（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”），請配平該反應的離子方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（4）將一定量的乙二酸放于試管中，按圖所示裝置進行實驗（夾持裝置未標出）：

實驗發現：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中粉末變藍，F中粉末變紅．據此回答：
上述裝置中，B的作用是證明乙二酸分解產生了H₂O，D的作用是除去混合氣體中的CO₂，乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）乙二酸為二元中強酸，酸性強于碳酸，存在電離平衡；
（2）由于題中強調足量的草酸，故反應后草酸轉化為HC₂O₄^-，若寫成C₂O₄^2-是錯誤的．
（3）由紫紅色褪去可知草酸具有還原性，把MnO₄^-還原為Mn²⁺，根據氧化還原反應得失電子守恒配平反應方程式；
（4）由現象可知B中CuSO₄固體檢驗草酸分解產物中的水，C裝置檢驗草酸分解產物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續實驗現象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F、G裝置用來判斷草酸分解產物中有無CO生成，乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

解答 解：（1）乙二酸為二元中強酸，酸性強于碳酸，存在電離平衡，則電離方程式為H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺，故答案為：H₂C₂O₄?HC₂O₄^-+H⁺；
（2）題中強調足量的草酸，故反應后草酸轉化為HC₂O₄^-，且酸性強于碳酸，反應的離子方程式為HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，
故答案為：HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；
（3）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發現其溶液的紫紅色褪去，說明具有氧化性的高錳酸鉀被還原，說明草酸具有還原性，把MnO₄^-還原為Mn²⁺，反應中根據氧化劑得失電子守恒可知氧化劑和還原劑物質的量之間的關系為：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄，在根據電荷守恒和質量守恒可寫出反應方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：還原性；2；5；6；2；10；8；
（4）裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中粉末變藍，F中粉末變紅，可知B中CuSO₄固體檢驗草酸分解產物中的水，B的作用為證明乙二酸分解產生了H₂O，C裝置檢驗草酸分解產物中的CO₂，D裝置的作用是除去混合氣體中的CO₂，防止影響后續實驗現象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F、G裝置用來判斷草酸分解產物中有無CO生成，F中變紅可知乙二酸分解有CO生成，則乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑，
故答案為：證明乙二酸分解產生了H₂O；除去混合氣體中的CO₂；H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑．

點評 本題考查較綜合，涉及性質實驗方案的設計、離子反應、氧化還原反應等，注重高頻考點的考查，把握（4）中實驗裝置的作用、實驗現象與反應為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度不大．