Question

【題目】草酸是一種二元弱酸，可用作還原劑、絡合劑、掩蔽劑、沉淀劑。某校課外小組的同學設計利用C2H2氣體制取H2C2O4·2H2O。

回答下列問題：

（1）甲組的同學利用電石（主要成分CaC2,少量CaS及Ca3P2等）并用下圖裝置制取C2H2［反應原理為：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2(g) △H<0，反應劇烈］:

① 裝置A用飽和食鹽水代替水并緩慢滴入燒瓶中，其目的是__________。

② 裝置B中，NaClO將H2S、PH3氧化為硫酸及磷酸，本身還原為NaCl，其中H2S被氧化的離子方程式為________。

（2）乙組的同學根據文獻資料，用Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化乙炔制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如下：

①裝置D多孔球泡的作用是_________；裝置E的作用是________。

②D中生成H2C2O4的化學方程式為_______。

③從裝置D得到產品，還需經過濃縮結晶、________（填操作名稱）洗滌及干燥。

（3）丙組設計了測定乙組產品在H2C2O4·2H2O的質量分數實驗。他們的實驗步驟如下：精確稱取m g產品于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水溶解，在加入少量稀硫酸，然后用cmol/L酸性KMnO4標準溶液進入滴定，滴至溶液顯微紅色；共消耗標準溶液VmL。

①滴定時，KMnO4標準溶液盛放在__________滴定管中（填“酸式”或“堿式”）。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，其反應的離子方程式為_____，滴定過程中發現褪色速率先慢后逐漸加快，其主要原因是__________。

③產品中H2C2O4·2H2O的質量分數為_________（列出含m、c、v的表達式）。

Answer 1

【答案】 減慢反應速率，平緩地產生乙炔 H2S + 4ClO－= SO42－+ 4Cl－+2H+ 增大乙炔氣體與硝酸的接觸面，充分反應 防止倒吸 C2H2+8HNO3 H2C2O4+8NO2+4H2O 過濾 酸式 2MnO4++5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O 生成的Mn2+是該反應的催化劑

【解析】試題分析：（1）飽和食鹽水代替水能減緩反應速率。

②NaClO與H2S反應生成硫酸和NaCl。

（2）①多孔球泡能增大氣體與液體的接觸面；裝置E能防倒吸。

②硝酸與乙炔反應生成H2C2O4和NO2。

③從裝置D得到產品，還需經過濃縮結晶、過濾、洗滌及干燥。

（3）①KMnO4標準溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2，根據影響反應速率的因素分析滴定過程中發現褪色速率先慢后逐漸加快的主要原因。

③根據化學方程式計算產品中H2C2O4·2H2O的質量分數。

解析：根據以上分析，（1）飽和食鹽水代替水能減緩反應速率，平緩地產生乙炔。

②NaClO與H2S反應生成硫酸和NaCl，反應離子方程式為H2S + 4ClO－= SO42－+ 4Cl－+2H+。

（2）①多孔球泡能增大氣體與液體的接觸面，提高反應速率及原料利用率；裝置E氣體短進長處，所以能防倒吸。

②硝酸與乙炔反應生成H2C2O4和NO2，反應方程式為C2H2+8HNO3 H2C2O4+8NO2+4H2O。

③從裝置D得到產品，還需經過濃縮結晶、過濾、洗滌及干燥。

（3）①KMnO4標準溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠，KMnO4標準溶液盛放在酸式滴定管中。

②滴定時KMnO4被還原Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2，反應離子方程式為2MnO4++5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O，根據影響反應速率的因素，滴定過程中發現褪色速率先慢后逐漸加快的主要原因是生成的Mn2+是該反應的催化劑。

③設產品中H2C2O4·2H2O的物質的量為x mol。

2MnO4+ + 5H2C2O4 + 6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O

2 5

VmLcmol/L x

X=2.5VC，質量分數為