Question

（11分）以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：

[研究课题]探究乙二酸的某些性质

[查阅资料]乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：

名称	乙二酸	乙二酸晶体
分子式	H2C2O4	H2C2O4·2H2O
颜色状态	无色固体	无色晶体
溶解度（g）	8.6（20℃）	—
熔点（℃）	189.5	101.5
密度（g·cm－3）	1.900	1.650

又知：

草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解。

草酸钙不溶于水。

草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。

草酸蒸气在低温下可冷凝为固体。

根据上述材料提供的信息，回答下列问题：

[提出猜想]

（猜想一）根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想

设计方案：

（1）该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O，请用下列装置组成一套探究实验装置（草酸晶体分解装置略，装置可重复使用，连接导管略去）。

A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜，D中装澄清石灰水、E中装碱石灰

请回答下列问题：

① 装置的连接顺序为：A→_____________________________________________。

② 检验产物中CO的实验现象是____________________________________________________________

③ 整套装置是否存在不合理之处，    （填是或否），若有该如何解决___________________________________________________________________________

（猜想二）乙二酸具有弱酸性

设计方案：

（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是______（填字母）。

A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色

B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH

C．测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH

D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出

（猜想三）乙二酸具有还原性

设计方案：

（3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式：

___MnO₄^－+___H₂C₂O₄ +___H+ ===___Mn²⁺ +___CO₂↑+___H₂O

（4）利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品（含有H2C2O4·2H2O及其它一些杂质）中H2C2O4·2H2O的含量。

方法是：称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L－1

的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图所示（单位：mL），则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_____________。

（已知相对原子质量：Mr(H2C2O4·2H2O)=126）

 

Answer 1

【答案】

（11分）（1）①A→C→D→E→B→D（2分）

②黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊（1分）

③是（1分）    无尾气处理装置，将尾气通到燃着的的酒精灯上（1分）（其它合理答案也给分）

（2）BC（2分，多选倒扣，扣完为止）

（3）2,5,6=2,10,8 （2分）    （4）84.0%（2分）

【解析】（1）①由于草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊，而草酸蒸气在低温下可冷凝为固体，所以要先把草酸蒸汽冷却变成固体。无水硫酸铜用来检验水蒸气，澄清的石灰水用来检验CO₂，氧化铜用来检验CO。由于通过溶液必然会带出水蒸气，所以首先检验水蒸气。由于CO的氧化产物也是CO₂，所以要先检验CO₂，最后检验CO。和氧化铜反应的CO应该是干燥的，所以需要进行干燥处理，因此正确的顺序为A→C→D→E→B→D

② CO能把氧化铜还原生成红色的单质铜，而CO被液化生成CO₂，所以检验产物中CO的实验现象是黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊。

③由于CO是有毒气体，所以需要增加尾气处理装置，即将尾气通到燃着的的酒精灯上，使其燃烧。

（2）A、D都只能说明乙二酸显酸性，但不能证明存在电离平衡。所以BC是正确的，弱酸的导电性小于相同条件下的强酸的导电性。弱酸盐存在水解平衡，答案选BC。

（3）根据氧化还原反应中电子的得失守恒进行配平。KMnO₄是氧化剂，反应中锰的化合价从＋7价降到＋2价，得到5个电子。H₂C₂O₄是还原剂，碳元素的化合价由＋3价，升高到＋4价，1mol还原剂失去2mol电子，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是2︰5，即方程式为2MnO₄^－+5H₂C₂O₄ +6H⁺＝2Mn²⁺ +10CO₂↑+8H₂O。

（4）根据滴定管中的读数可知，消耗酸性KMnO₄溶液的体积是18.50ml－2.50mol＝16.00ml。所以消耗酸性KMnO₄的物质的量是0.020mol/L×0.016L＝0.00032mol，则消耗乙二酸是0.00032mol÷2×5＝0.0008mol，其质量是0.0008mol×126g/mol＝0.1008g，所以其质量分数为0.1008÷0.12×100％＝84.0％