Question

【題目】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料了解到以下內(nèi)容：

乙二酸（HOOC﹣COOH，可簡寫為H2C2O4）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸（為弱電解質(zhì)），且酸性強(qiáng)于碳酸，其熔點(diǎn)為101.5℃，在157℃升華．為探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）向盛有1mL飽和NaHCO3溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生．該反應(yīng)的離子方程式為______________．

（2）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，請配平該反應(yīng)的離子方程式：

______MnO4﹣+______ H2C2O4+______ H+═______ Mn2++______ CO2↑+______ H2O

（3）將一定量的乙二酸放于試管中，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（注：忽略草酸的升華，且夾持裝置未標(biāo)出）：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO4粉末變藍(lán)，F(xiàn)中CuO粉末有黑色變?yōu)榧t色．據(jù)此回答：

上述裝置中，D的作用是_________．乙二酸分解的化學(xué)方程式為_________．只根據(jù)G中澄清石灰水變渾濁能否得出“草酸分解產(chǎn)物中一定有CO”的結(jié)論_________（填“能或不能”）若不能應(yīng)怎樣改進(jìn)？______________．

（4）該小組同學(xué)將2.52g草酸晶體（H2C2O42H2O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)后溶液呈酸性（忽略溶液體積變化）．則下列關(guān)系合理的是_________

A．c（Na+）+c（H+）=c（HC2O4﹣）+c（OH﹣）+c（C2O42﹣）

B．c（HC2O4﹣）+c（C2O42﹣）=0.2molL﹣1

C．c（HC2O4﹣）＞c（C2O42﹣）＞c（H2C2O4）

D．c（Na+）=c（H2C2O4）+c（HC2O4﹣）+c（C2O42﹣）

Answer 1

【答案】（1）HCO3﹣+H2C2O4=HC2O4﹣+CO2↑+H2O

（2）2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O

（3）除去混合氣體中的CO2， H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑

不能，在D、E之間增加一個(gè)裝有澄清石灰水的洗氣瓶 （4）CD

【解析】

試題分析：（1）由于草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，且加入了足量的草酸，所以加入草酸后發(fā)生反應(yīng)草酸轉(zhuǎn)化為HC2O4-，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律，強(qiáng)酸制取弱酸，反應(yīng)的離子方程式是：HCO3 - +H2C2O4 =HC2O4 - +CO2↑+H2O；

（2）①向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO4 溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明具有氧化性的高錳酸鉀被還原，說明草酸具有還原性，把MnO4 - 還原為Mn2+ ；反應(yīng)中根據(jù)氧化劑得到電子與還原劑失去電子相等，可知氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之間的關(guān)系為：2 MnO4 - -～5H2C2O4，再根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)方程式為：2MnO4 - +5H2C2O4 +6H+ =2Mn2+ +10CO2 ↑+8H2O；

（3）將一定量的乙二酸放于試管中，然后加熱，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，證明反應(yīng)產(chǎn)生CO2；B中CuSO4粉末變藍(lán)，證明產(chǎn)生了H2O；F中CuO粉末變紅，說明產(chǎn)生了還原性的氣體，該氣體反應(yīng)后可以使澄清石灰水變渾濁，證明有CO產(chǎn)生，因此乙二酸分解的化學(xué)方程式為H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測B中CuSO4 固體檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的CO2，D裝置的目的是為了除盡CO2，防止影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無CO生成；由于不能確定前面的CO2是否被除盡，所以只根據(jù)G中澄清石灰水變渾濁不能得出“草酸分解產(chǎn)物中一定有CO”的結(jié)論，需要在D、E之間增加一個(gè)裝有澄清石灰水的洗氣瓶。

（4）兩者的物質(zhì)的量的比是1：1，反應(yīng)生成NaHC2 O4 ，溶液顯酸性說明HC2O4-的電離程度大于其水解程度，A、不符合電荷守恒，應(yīng)該是c（Na + ） + c（H + ） = c（HC2O4﹣） + c（OH﹣） + 2c（C2O42﹣），A錯誤；B、不滿足物料守恒，應(yīng)該是c（Na + ） = c（H2C2O4） + c（HC2O4﹣） + c（C2O42﹣）＝0.2mol/L，B錯誤；C、溶液中還存在著水的電離，故c(H + ) ＞ c(C2O42-)，由于離子的電離程度較小，則有c(HC2O4-) ＞ c(H + )，而Na + 不發(fā)生任何反應(yīng)，所以c(Na + ) ＞ c(HC2O4-)，因此溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na + ) ＞ c(HC2O4-) ＞ c(H + ) ＞ c(C2O42-) ＞ c(OH-)，C正確；D、根據(jù)B中分析可知D正確，答案選CD。