Question

已知：乙二酸（HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄），俗称草酸，157℃时开始分解．
（1）探究草酸的酸性
25℃H₂C₂O₄  K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5；H₂CO₃  K₁=4.5×10^-7  K₂=4.7×10^-11
下列化学方程式可能正确的是

 

．
A．H₂C₂O₄+CO₃^2-=HCO₃^-+HC₂O₄^-
B．HC₂O₄^-+CO₃^2-=HCO₃^-+C₂O₄^2-
C．2C₂O₄^2-+CO₂+H₂O=2HC₂O₄^-+CO₃^2-
D．H₂C₂O₄+CO₃^2-=C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑
（2）探究草酸分解产物

实验中观察到B中CuSO₄粉末变蓝，C中澄清石灰水变浑浊，D的作用是

 

，证明有CO气体生成的现象是

 

．
（3）探究催化剂对化学反应速率的影响
在甲、乙两支试管中各加入4mL 0.01mol/L KMnO₄酸性溶液2mL 0.1mol/L H₂C₂O₄溶液，再向乙试管中加入一粒黄豆大的MnSO₄固体，摇匀．填写下表：

反应现象
实验结论
试管中发生反应的离子方程式

（4）用酸性KMnO₄溶液滴定Na₂C₂O₄，求算Na₂C₂O₄的纯度
实验步骤：准确称取2.0g Na₂C₂O₄固体，配成100mL溶液；取出20.00mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0160mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00mL．
①高锰酸钾溶液应装在

 

滴定管中．（填“酸式”或“碱式”）
②Na₂C₂O₄的纯度是

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）电离常数越大其酸性越强，根据强酸制取弱酸判断；
（2）氢氧化钠是碱能吸收酸性氧化物；一氧化碳具有还原性，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
（3）高锰酸钾具有氧化性，能氧化还原性物质，硫酸锰具有催化作用，加快反应速率；
（4）①酸式滴定管能量取酸性溶液；
②根据高锰酸钾计算草酸钠的纯度．

解答： 解：（1）根据电离常数知酸性强弱顺序是：H₂C₂O₄＞HC₂O₄^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，根据强酸制取弱酸知草酸和碳酸根离子反应生成草酸根离子和二氧化碳，草酸氢根离子和碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子和草酸根离子，故选BD；
（2）氢氧化钠是强碱能吸收酸性氧化物二氧化碳，一氧化碳具有还原性，能还原黑色的氧化铜生成红色的铜，同时自身被氧化生成二氧化碳，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，所以看到的现象是：F中黑色CuO变成光亮的红色，G中澄清石灰水变浑浊，
故答案为：吸收CO₂气体；F中黑色CuO变成光亮的红色，G中澄清石灰水变浑浊；
（3）看到的现象是两支试管中紫色KMnO₄溶液均褪色，乙试管中溶液褪色较快；
通过对比实验知，硫酸锰是该反应的催化剂，加入催化剂能加快反应速率；
该反应中高锰酸根离子被还原生成锰离子，草酸被氧化生成二氧化碳，离子反应方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案为：两支试管中紫色KMnO₄溶液均褪色，乙试管中溶液褪色较快；MnSO₄（Mn²⁺）是此反应的催化剂，加入催化剂可以使化学反应速率加快；
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（4）①高锰酸钾溶液呈酸性，应该用酸式滴定管量取，故答案为：酸式；
 ②设草酸钠的质量分数为x，
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
2      5
0.0160mol/L×0.025L （

2.0x

134

）mol
x=

0.016×0.025×5×5×134

2×2.0

×100%=33.5%，
答：草酸钠的质量分数为33.5%．

点评：本题考查弱电解质的电离、探究物质的组成及含量的测定等知识点，计算量较大，会根据实验现象确定物质的组成，难度中等．