Question

2．草酸晶体的组成可表示为H₂C₂O₄•xH₂O．实验室常用其加热分解制取CO气体，反应方程式为：H₂C₂O₄•xH₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO+CO₂+（x+1）H₂O．如图为分解草酸晶体，用干燥纯净的CO还原CuO制取Cu，并收集CO的实验装置（略去铁架台、铁夹等支撑加持装置），回答下列问题．

（1）实验过程中涉及到如下操作：①点燃A处的酒精灯 ②熄灭A处的酒精灯 ③点燃D处的酒精灯 ④熄灭D处的酒精灯．点燃D处酒精灯前必须要进行的操作名称是验纯．这4步操作由先到后的顺序为①③④②（填序号）．
（2）A装置为加热分解草酸的装置，指出该装置一处错误：试管口应向下倾斜，B和F装置中盛放的试剂相同，其中溶质是NaOH （填化学式），E装置的作用是防止倒吸．
（3）用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸晶体，求x的值．
实验步骤：准确称取1.08g 草酸晶体，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0.0500mol/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16.00mL．滴定时，所发生的反应为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O．
①配制草酸溶液除需要胶头滴管、烧杯，还一定需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、玻璃棒．
②x=1．

Answer 1

分析 （1）可燃气体点燃前要验纯；纯度不足时一氧化碳气体会发生爆炸，所以先点燃A处酒精灯，用生成的CO将装置中空气排净，然后再点燃D处的酒精灯；
（2）给试管中的固体加热时，试管口应该稍稍向下倾斜；根据图示装置及实验目的可知：B和F装置的作用相同均是除去二氧化碳；E为安全瓶，起到防止倒吸的作用；
（3）①根据配制一定物质的量浓度的溶液的方法判断需要的仪器；
②根据反应原理及高锰酸钾的物质的量计算出该草酸晶体中含有草酸的物质的量、质量，再计算出结晶水的物质的量，最后计算出x．

解答 解：（1）避免发生爆炸现象，所以点燃D处酒精灯前必须要进行检验CO纯度；CO气体的纯度不足时会发生爆炸现象，所以应该先点燃A处酒精灯，用生成的CO将装置中空气排净，然后再点燃D处的酒精灯；熄灭酒精灯时恰好相反，先熄灭D处酒精灯，然后再熄灭A处酒精灯，所以正确的操作方法为：①③④②；
故答案为：验纯；①③④②；
（2）反应中有水生成，容易导致试管炸裂，所以A装置中试管口应向下倾斜；B和F装置的作用相同均是除去二氧化碳，则BF中的溶液为NaOH；E为安全瓶，起到防止F中溶液倒吸进入D中，引起试管炸裂；
故答案为：试管口应向下倾斜；NaOH；防止倒吸；
（3）①配制草酸溶液除需要玻璃棒、烧杯，配制100mL溶液需要选用100mL容量瓶，定容时还需要胶头滴管，
故答案为：100mL容量瓶、玻璃棒；
②16mL 0.0500mol/L高锰酸钾溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：0.0500mol/L×0.016L=0.0008mol，100mL该草酸溶液能够消耗高锰酸钾的物质的量为：0.0008mol×$\frac{100ml}{20ml}$=0.004mol，根据反应2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O可知1.08g样品中含有草酸的物质的量为0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，草酸的质量为90g/mol×0.01mol=0.9g，含有结晶水的物质的量为$\frac{1.08g-0.9g}{18}$=0.01mol，则该草酸晶体中x=$\frac{0.01mol}{0.01mol}$=1，
故答案为：1．

点评 本题考查了探究物质组成的实验方案设计，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作方法为解答关键，试题涉及的知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验、化学计算能力．