Question

【题目】乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗称草酸晶体．已知草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，继续升温会分解生成CO、CO2和H2O。

(1)下列关于乙二酸的叙述正确的是（填编号）_____________

①能和乙二醇发生酯化反应

②能使酸性高锰酸钾溶液褪色

③其溶液能使蓝色石蕊试纸变红

④能和碳酸氢钠溶液反应生成气体

(2)乙二酸的工业生产方法之一是以乙二醇为原料，在一定条件下，用空气氧化得到．写出该反应的化学反应方程式：__________________________________

(3)欲检验草酸晶体受热分解的产物中是否有CO2，甲、乙两位同学分别设计了装置1、装置2来完成实验．

(Ⅰ)简述检验装置1气密性的操作方法：______________________________________

(Ⅱ)B和E两个装置中更合理的是______________

(Ⅲ)请从A～F中选择合适的仪器，组装一套可更好达到实验目的装置，按照气流由左到右的顺序依次为(用字母表示)：________________．

(Ⅳ)一定条件下草酸氢铵分解生成NH3、CO、CO2和H2O，110℃时将该混合气体先通过Na2O2，再通过浓硫酸分别增重Ag和Bg； 若将混合气体先通过浓硫酸，再通过Na2O2分别增重Cg和Dg（能反应的气体均可吸收完全，且该条件下CO与Na2O2不反应），则A、B、C、D的大小关系为：______________

Answer 1

【答案】①②③④如图连接好装置，将导管b没入水中，微热（或手捂）试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火（或松手）后，观察到导管内有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好；EB中的导管过长、过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患，E中采用U型管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验A、E、F C＞A＞D＞B

【解析】

（1）乙二酸分子中含有羧基，有酸性能发生酯化反应、能被高锰酸钾氧化；（2）乙二醇中含有羟基，能发生氧化反应，在一定条件下能被氧气氧化生成乙二酸；（3）装置气密性检验，先密闭装置，最后的导气管插入水中，微热后，有气泡冒出，冷却后导气管会有水柱上升，证明装置气密性完好；草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，试管中气体中含有草酸，需要除去，以免干扰CO2的检验；B中的导管过长、过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患；E中采用U型管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验；由于草酸在101℃时熔化，反应装置中试管口应向上倾斜，故选A装置；产生的气体中有草酸、一氧化碳，选择装置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用点燃的方法除去尾气中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此一般用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，故选装置F；草酸氢铵受热分解生成二氧化碳、一氧化碳、氨气和水蒸气，混合气体先通过Na2O2，再通过浓硫酸，过氧化钠增重的Ag为二氧化碳、水总质量减去生成氧气的质量，浓硫酸增重的为氨气的质量，若将混合气体先通过浓硫酸，再通过Na2O2，浓硫酸增重为Cg为1mol水和1mol氨气的质量，过氧化钠增重的为1mol二氧化碳的质量减去生成氧气的质量，通过计算比较A、B、C、D的大小。

(1)乙二酸分子中含有羧基，具有酸性，且酸性比碳酸强，能使蓝色石蕊试液变红，能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳；能与乙二醇发生发生酯化反应；能被酸性高锰酸钾氧化而使高锰酸钾溶液褪色，所以四个选项都正确，故答案为：①②③④；

(2)乙二醇中含有羟基，能发生氧化反应，在一定条件下能被氧气氧化生成乙二酸，化学方程式为，故答案为：；

(3)()检验装置1气密性的操作方法为：如图连接好装置，将导管b没入水中，微热（或手捂）试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火（或松手）后，观察到导管内有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好，故答案为：如图连接好装置，将导管b没入水中，微热（或手捂）试管a，看到导管口处有气泡冒出，撤火（或松手）后，观察到导管内有一段水柱上升，则说明该装置的气密性良好；

(Ⅱ)草酸晶体在101℃时熔化并开始升华，157℃时大量升华，试管中气体中含有草酸，需要除去，以免干扰CO2的检验；B中的导管过长、过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患；E中采用U型管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验，故答案为：E；B中的导管过长、过细，冷凝后的乙二酸晶体可能会堵塞导管而存在安全隐患；E中采用U型管，与冰水的接触面积更大，更有利于乙二酸蒸气的冷凝，防止了乙二酸蒸气干扰CO2的检验；

(Ⅲ)由于草酸在101℃时熔化，反应装置中试管口应向上倾斜，故选A装置；产生的气体中有草酸、一氧化碳，选择装置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用点燃的方法除去尾气中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此一般用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，故选装置F；所有组装一套可更好达到实验目的装置，按照气流由左到右的顺序依次为：A、E、F，故答案为：A、E、F；

(Ⅳ)草酸氢铵分解生成NH3、CO、CO2和H2O：（NH4）HC2O4NH3↑+CO↑+CO2↑+H2O↑，设草酸氢铵的物质的量为1mol，则完全分解生成的NH3、CO、CO2和H2O都是1mol；110℃时将该混合气体先通过Na2O2，再通过浓硫酸，过氧化钠增重Ag，浓硫酸增重Bg，过氧化钠增重的Ag为二氧化碳、水总质量减去生成氧气的质量，1mol水和1mol二氧化碳足量过氧化钠反应各生成0.5mol氧气，则：Ag=18g/mol×1mol+44g/mol×1mol

﹣32g/mol×1mol=30g；浓硫酸增重的为1mol氨气的质量，则Bg=17g/mol×1mol=17g；若将混合气体先通过浓硫酸，再通过Na2O2，浓硫酸增重为Cg，过氧化钠增重为Dg，

浓硫酸增重为Cg为1mol水和1mol氨气的质量，则：Cg=18g+17g=35g；过氧化钠增重的为1mol二氧化碳的质量减去生成氧气的质量，1mol二氧化碳与足量过氧化钠反应生成0.5mol氧气，则Dg=44g﹣32g/mol×0.5mol=28g，所以A、B、C、D的大小关系为：C＞A＞D＞B，故答案为：C＞A＞D＞B。