Question

【题目】某实验小组制备草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的实验装置如下：

已知：I.草酸(H2C2O4)是二元弱酸，熔点101～102℃；

II.草酸的溶解度如下表所示：

温度/℃	20	30	40	50	60	70
溶解度/g·(100g水)－1	9.5	14.3	21.2	31.4	46.0	84.5

III.在催化剂和硫酸存在下，用浓硝酸氧化淀粉水解液可制备草酸，发生的主要反应为：

C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。

回答下列问题：

(1)装置A中仪器X名称为___________，水从接口___________(填“a”或“b”)进入。

(2)装置B的作用是___________；设计装置C的目的是_________________________。

(3)反应C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中，每生成1 mol H2C2O4转移电子的物质的量为____________。

(4)将装置A和C中反应液浓缩、静置结晶并过滤得粗草酸晶体，提纯H2C2O4·2H2O的方法是_________________________。

(5)探究草酸的性质：

①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，产生大量气体，说明草酸的酸性比碳酸________(填“强”或“弱”)。

②向NaClO溶液中加入过量H2C2O4溶液，有气泡产生，能解释这一现象的离子方程式为___。

Answer 1

【答案】(球形)冷凝管 a 安全瓶 提高HNO3的利用率 6mol 重结晶 强 ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O

【解析】

(1)装置A中仪器X名称为(球形)冷凝管，冷却水流向都是下进上出。

(2)装置B中两导管都短，主要是防止倒吸；在装置C中，NO、NO2、O2反应生成HNO3，能将淀粉水解液中的葡萄糖氧化为草酸。

(3)反应C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中，有机物中C元素价态不一定相同，计算变价数比较麻烦，当然也可从平均化合价进行分析，还可从N元素的价态变化判断电子转移的数目。

(4)装置A和C最终都发生葡萄糖氧化为酸的反应，最终所得溶液中都含草酸，从粗草酸晶体提纯H2C2O4·2H2O的方法是溶解后再结晶。

(5)①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，产生大量气体，应为CO2，反应满足强酸制弱酸的原则。

②向NaClO溶液中加入过量H2C2O4溶液，有气泡产生，则生成CO2，ClO-被还原为Cl-。

(1)装置A中仪器X名称为(球形)冷凝管，冷却水从接口a进入。答案为：(球形)冷凝管；a；

(2)装置B主要是为了防止倒吸，其作用为安全瓶；设计装置C的目的是将A中产生的NO、NO2转化为HNO3，提高HNO3的利用率。答案为：安全瓶；提高HNO3的利用率；

(3)从反应C6H12O6＋12HNO3→3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O中N元素分析，生成3molH2C2O4，同时生成(9molNO2＋3molNO)，N元素共得电子(9×1+3×3)mol；则每生成1 mol H2C2O4转移电子的物质的量为6mol。答案为：6mol；

(4)从粗草酸晶体提纯H2C2O4·2H2O的方法是加水溶解后，再让草酸结晶析出。答案为：重结晶；

(5)①向Na2CO3溶液中滴加H2C2O4溶液，产生大量气体，应为CO2，反应满足强酸制弱酸的原则，从而说明草酸的酸性比碳酸。答案为：强；

②向NaClO溶液中加入过量H2C2O4溶液，有气泡产生，则生成CO2，ClO-被还原为Cl-，发生反应的离子方程式为：ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O。答案为：ClO-+H2C2O4= Cl-+2CO2↑+H2O。