Question

【题目】草酸(H2C2O4)是一种重要的有机化工原料.为探究草酸的性质,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,有关物质的部分性质如下表：

物质	熔点/℃	性质
H2C2O4	189.5	有毒,具有腐蚀性,易溶于水,二元弱酸,比醋酸酸性强,100℃开始升华,157℃时开始分解.草酸与浓硫酸混合加热产生CO2,CO和H2O.草酸钙和草酸氢钙均为白色难溶物

[实验一]根据下图提供的仪器和试剂(可重复使用)，设计实验证明草酸与浓硫酸混合加热产物中含有CO2和CO(部分夹持仪器和加热装置省略)。

(1)仪器接口依次连接的合理顺序为a→____________________________.

(2)用上图提供的仪器和试剂做实验时,首次使用的装置B中出现白色浑浊,并不能说明草酸受热分解产物中一定有CO2,请你提出改进意见：__________________.

(3)利用改进后的装置进行实验时,要先加热______装置(填装置标号,下同)后加热______装置.

[实验二]利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”.

(4)实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中,迅速振荡混匀并开始计时,通过测定溶液褪色所需的时间来判断反应的快慢.该小组设计了如下的方案：

编号	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		温度/℃
	浓度/ mol·L－1	体积/mL	浓度/ mol·L－1	体积/mL
1	0.10	2.0	0.010	4.0	25
2	0.20	2.0	0.010	4.0	25
3	0.20	2.0	0.010	4.0	50

①已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需满足的关系为n(H2C2O4)/n(KMnO4) ≥__________.

②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是__________,探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是__________.

③已知50℃时c(MnO)－t(反应时间)的变化曲线如图.若保持其他条件不变,请在图中画出25℃时c(MnO)－t的变化曲线示意图并注明温度.

Answer 1

【答案】 b→c→f→g→b→c→d→e→h→i→b→c 在装置A与首次使用的装置B之间，添加一个气体能长进短出的盛放在冰水中的试管 A E 2.5(或) 2和3　1和2

【解析】(1)为证明草酸的受热分解产物中含有CO2和CO，先将混合气体通入澄清的石灰水检验二氧化碳，如果澄清的石灰水变浑浊，则证明含有二氧化碳气体，再用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，再将洗气后的气体进行干燥，然后将气体再通过黑色的氧化铜装置，一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再用澄清的石灰水检验二氧化碳是否存在，如果澄清石灰水变浑浊，则证明该混合气体中含有一氧化碳，注意洗气装置、干燥装置中的导气管应该是“长进，短出”,仪器接口依次连接的合理顺序为a→b→c→f→g→b→c→d→e→h→i→b→c。

(2)根据表格，草酸100℃开始升华，且草酸具有酸性，和氢氧化钙反应生成的草酸钙不溶于水，二氧化碳和氢氧化钙反应也生成碳酸钙沉淀，所以制取的气体中含有草酸蒸气而干扰二氧化碳的检验，要检验二氧化碳首先要除去草酸蒸气，所以在装置A与首次使用的装置B之间，添加一个气体能长进短出的盛放在冰水中的试管，除去草酸；（3）一氧化碳和氧气反应在一定范围内易产生爆炸，为防止产生安全事故发生，应先制取气体，用生成的气体驱赶装置中的氧气，所以应先加热A后加热E；（4）①根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了2（4-3）价，所以每消耗1mol H2C2O4转移2mol电子；为了观察到紫色褪去，高锰酸钾的物质的量应该少量，即c（H2C2O4）：c（KMnO4）≥5/2=2.5；②探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：②和③；探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②；③25℃时反应速率小于50℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50℃时小，反应需要的时间大于50℃条件下需要的时间，据此画出25℃时c（MnO4－）～t的变化曲线示意图为：。