Question

乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗稱草酸晶體．已知草酸晶體在101℃時熔化并開始升華，157℃時大量升華，繼續升溫會分解生成CO、CO₂和H₂O．
（1）下列關于乙二酸的敘述正確的是（填編號）______．
①能和乙二醇發生酯化反應
②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
③其溶液能使藍色石蕊試紙變紅
④能和碳酸氫鈉溶液反應生成氣體
欲驗證上述性質，除用到膠頭滴管、試管和玻璃導管外，還必需要使用的玻璃儀器有
______、______．
（2）乙二酸的工業生產方法之一是以乙二醇為原料，在一定條件下，用空氣氧化得到．寫出該反應的化學反應方程式______．
（3）欲檢驗草酸晶體受熱分解的產物中是否有CO₂，甲、乙兩位同學分別設計了裝置1、裝置2來完成實驗．

（I）簡述檢驗裝置1氣密性的操作方法______．
（II）B和E兩個裝置中更合理的是______，理由為______．
（III）請從A～F中選擇合適的儀器，組裝一套可更好達到實驗目的裝置，按照氣流由左到右的順序依次為（用字母表示）：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）乙二酸分子中含有羧基，有酸性、能發生酯化反應、能被高錳酸鉀氧化；根據反應條件選擇所需玻璃儀器；
（2）乙二醇含有羥基，在一定條件下能被氧氣氧化成乙二酸；
（3）（Ⅰ）利用空氣熱脹冷縮，手掌體溫通過試管壁傳導給空氣，使其受熱膨脹，逸出導管形成氣泡來檢查裝置的氣密性；
（Ⅱ）B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管；E中采用U型管，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO₂的檢驗；
（Ⅲ）根據反應物草酸的熔點低和驗證二氧化碳時雜質的和二氧化碳的性質來組裝裝置．
解答：解：（1）乙二酸分子中含有羧基，具有酸性，且酸性比碳酸強，能使藍色石蕊試液變紅，能與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳；能與乙二醇發生發生酯化反應；能被酸性高錳酸鉀氧化而使高錳酸鉀溶液褪色；驗證性質①發生酯化反應條件是在濃硫酸存在并且加熱，需要鐵架臺、酒精燈、試管、玻璃導管；驗證性質②需要試管、膠頭滴管；驗證性質③需要玻璃棒；驗證性質④需要膠頭滴管和試管，所以除了膠頭滴管、試管和玻璃導管外，還必需要使用的玻璃儀器有酒精燈和玻璃棒；
（2）乙二醇中含有羥基，能發生氧化反應，在一定條件下能被氧氣氧化生成乙二酸，化學方程式為：；
（3）（?）如圖連接好裝置，將導管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導管內有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良好；
（Ⅱ）草酸晶體在101℃時熔化并開始升華，157℃時大量升華，試管中氣體中含有草酸，需要除去，以免干擾CO₂的檢驗；B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO₂的檢驗；
（Ⅲ）由于草酸在101℃時熔化，反應裝置中試管口應向上傾斜，故選A裝置；產生的氣體中有草酸、一氧化碳，選擇裝置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用點燃的方法除去尾氣中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此一般用澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在，故選裝置F；所有組裝一套可更好達到實驗目的裝置，按照氣流由左到右的順序依次為A、E、F．
故答案為：（1）①②③④；酒精燈，玻璃棒； 
（2）；
（3）B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO₂的檢驗
（?）如圖連接好裝置，將導管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導管內有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良好；
（Ⅱ）E；
B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO₂的檢驗；  
（Ⅲ）A、E、F．
點評：本題探討了乙二酸的性質，本節內容承載的不僅僅是對乙二酸的性質，更重要的是對元素化合物的研究方法，即從三個角度--物質分類角度、氧化-還原角度、特性角度的研究．