Question

【题目】（题文）草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H2O、CO2和CO)；H2C2O4＋Ca(OH)2===CaC2O4↓＋2H2O。现用H2C2O4进行如下实验：

（一）探究草酸的不稳定性

通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO2和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：A．乙醇、B．________、C．NaOH溶液。

（1）B中盛装的试剂是________________(填化学式)。

（2）A中加入乙醇的目的是___________________。

（二）探究草酸的酸性

将0.01 mol草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是________________________ (用离子方程式表示)。

（三）用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素

Ⅰ.实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸，反应原理：

MnO＋H2C2O4＋____===Mn2＋＋CO2↑＋H2O

（1）配平上述离子方程式。____________________

（2）滴定时KMnO4溶液应盛装于______________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

Ⅱ.探究影响化学反应速率的因素

下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据：

实验 组别	c(H2C2O4) (mol·L－1)	V(H2C2O4) (mL)	c(KMnO4) (mol·L－1)	V(KMnO4) (mL)	c(H2SO4) (mol·L－1)	褪色所 需时间	实验 目的
1	0.2	2	0.002 5	4	0.12	6′55″	(a)
2	0.2	2	0.005	4	0.12	5′17″
3	0.2	2	0.01	4	0.12	3′20″
4	0.2	2	0.02	4	0.12	9′05″
5	0.2	2	0.03	4	0.12	11′33″
6	0.2	2	0.04	4	0.12	14′20″

请回答：

（1）实验目的(a)是___________________________________________。

（2）若要探究催化剂对该反应速率的影响，应选择MnSO4而不选MnCl2作为催化剂，其原因是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液除去H2C2O4，避免其对CO2的检验造成干扰C2O42－＋H2OHC2O＋OH－2　5　6　H＋　2　10　8酸式探究高锰酸钾溶液浓度对化学反应速率的影响Cl－可与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应

【解析】

考查对草酸性质的探究实验的设计与评价，化学方程式的配平，气体的检验。（1）草酸分解的混合气体中含有未分解的草酸，草酸与氢氧化钙反应生成醋酸钙沉淀，干扰二氧化碳的检验；草酸是二元酸，与氢氧化钠反应时二者恰好完全反应，若草酸是强酸，则反应后的溶液为中性，现在溶液呈碱性，说明草酸为弱酸，草酸根离子水解，使溶液呈碱性；高锰酸根离子中Mn元素的化合价从+7价降低到+2价，得到5个电子，草酸中C元素的化合价从+3价升高到+4价，共失去2个电子，根据得失电子守恒完成；高锰酸钾的氧化性强，易腐蚀碱式滴定管的胶管，所以用酸式滴定管盛放高锰酸钾；由表中数据可知，草酸的浓度、体积都不变，稀硫酸的浓度不变，草酸的浓度变化，体积不变；因为高锰酸钾可以氧化氯离子为氯气，影响对催化剂对反应速率影响的探究。

（一）（1）草酸混合气体中含有未分解的草酸，草酸与氢氧化钙反应生成醋酸钙沉淀，干扰二氧化碳的检验，所以A中的乙醇目的是除去草酸，则B中的试剂是Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液，目的是检验二氧化碳的存在，C中氢氧化钠的作用是除去二氧化碳，以便检验CO的存在；答案：Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液。

（2）A中乙醇的目的是除去H2C2O4，避免对CO2的检验造成干扰；答案：除去H2C2O4，避免其对CO2的检验造成干扰。

（二）草酸是二元酸，与氢氧化钠反应时二者恰好完全反应，若草酸是强酸，则反应后的溶液为中性，现在溶液呈碱性，说明草酸为弱酸，草酸根离子水解，使溶液呈碱性，离子方程式为C2O42－＋H2OHC2O＋OH－；答案：C2O42－＋H2OHC2O＋OH－。

（三）I.（1）高锰酸根离子中Mn元素的化合价从+7价降低到+2价，得到5个电子，草酸中C元素的化合价从+3价升高到+4价，共失去2个电子，根据得失电子守恒，则高锰酸根离子的系数是2，草酸的系数是5，根据元素守恒配平Mn2＋、CO2的系数，最后根据电荷守恒配平氢离子、水的系数。所以答案为2　5　6　H＋　2　10　8。

（2）高锰酸钾的氧化性强，所以不能用碱式滴定管，易腐蚀碱式滴定管的胶管，所以用酸式滴定管盛放高锰酸钾；答案：酸式。

II．（1）由表中数据可知，草酸的浓度、体积都不变，稀硫酸的浓度不变，高锰酸钾的浓度变化，体积不变，所以褪色所需时间就不同，所以a的目的是探究高锰酸钾溶液浓度对化学反应速率的影响。答案：探究高锰酸钾溶液浓度对化学反应速率的影响。

（2）若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO4而不选MnCl2作为催化剂，是因为高锰酸钾具有强氧化性，可以氧化氯离子为氯气，影响催化剂对反应速率影响的探究。答案：Cl－可与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应。