Question

【题目】某实验小组探究链状有机物X（H2C2O4）的结构及性质：

结构

已知：双键碳上连羟基不稳定。

（1）推测X可能的结构___________ 、____________（填结构简式）（X分子中无-O-O-结构）。

核磁共振氢谱显示X分子中只有一种氢原子，可以确定X分子为乙二酸。
性质探究:

查资料可知：乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸，酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华。

类别角度：

（2）用化学方程式表征乙二酸类别通性中的两种性质：_________ 。

（3）在通性研究过程中，同学们发现：等物质的量的草酸和NaOH混合，溶液呈酸性，其原因可能与_____机理最接近。

a HCl溶液显酸性 b 苯酚溶液显酸性 c NaHSO3溶液显酸性

化合价角度：

（4）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMO4溶液，振荡，发现溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有___________（填“氧化性”、“还原性”或“酸性”），请配平该反应的离子方程式：

____MnO4－+ ____H2C2O4+ ____H+=____ Mn2++____CO2↑+____H2O。

特性角度：

（5）同学网上查阅乙二酸性质，发现了以下实验：（夹持装置未标出）

A中盛放少量草酸晶体，实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO4粉末变蓝，F中CuO粉末变红，据此回答：上述装置中，D的作用是__________。写出上述实验中草酸发生反应的方程式_______。

（6）小结草酸的化学性质___________。

Answer 1

【答案】HOOCCOOH HCOOCOOH +2NaOH+2H2O；+Na2CO3+CO2↑+H2O c 还原性 2 5 6 2 10 8 吸收CO2气体 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 酸的通性、还原性、热不稳定性

【解析】

(5)A装置加热分解乙二酸，B装置中CuSO4粉末可以检验是否有水生成，C装置中澄清石灰水可以检验是否有CO2生成，D装置除去CO2，E装置再对气体进行干燥，再与灼热的CuO粉末反应，若有CO生成则可以将CuO还原成Cu单质，可以看到粉末由黑色变为红色，且G中澄清石灰水变浑浊。

(1)X的分子式为H2C2O4，不饱和度为2，应含有2个双键，又双键碳上连羟基不稳定，所以X可能的结构为HOOCCOOH或HCOOCOOH；

(2)乙二酸为二元中强酸，所以1mol草酸可以和2molNaOH反应，方程式为：+2NaOH+2H2O；乙二酸酸性强于碳酸，所以可以和碳酸钠反应生成二氧化碳，方程式为：+Na2CO3+CO2↑+H2O；

(3)等物质的量的乙二酸和NaOH混合反应生成NaHC2O4，溶液显酸性，说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度，与NaHSO3溶液显酸性机理相似，所以选c；

(4)酸性高锰酸钾褪色说明高锰酸钾被还原，即乙二酸具有还原性；MnO4-→Mn2+，化合价降低5价，H2C2O4→CO2每个C化合价升高1价，则MnO4-与H2C2O4的系数比为2:5，再结合元素守恒可知方程式为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(5)根据分析可知D装置是为了避免CO2对检验CO造成干扰而将二氧化碳吸收的装置；C中澄清石灰水变浑浊说明乙二酸分解产生二氧化碳，F中CuO粉末变红，G中澄清石灰水变浑浊说明有CO生成，B硫酸铜粉末变蓝说明有水生成，所以乙二酸发生的反应方程式为：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；

(6)根据以上分析和实验可知草酸的化学性质为：酸的通性、还原性、热不稳定性。