Question

【題目】某校化學研究性學習小組查閱資料了解到以下內容：

乙二酸(HOOC-COOH，可簡寫為H2C2O4)俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強酸(為弱電解質)，且酸性強于碳酸，其熔點為101.5℃，在157℃升華。為探究草酸的部分化學性質，進行了如下實驗：

（1）向盛有1 mL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生。該反應的離子方程式為___________________________。

（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，發現其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有________(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)，請配平該反應的離子方程式：

_____MnO4-+_____H2C2O4+____H+ = ____Mn2++_____CO2+____H2O

（3）將一定量的乙二酸放于試管中，按下圖所示裝置進行實驗(夾持裝置未標出)：

實驗發現：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO4粉末變藍，F中CuO粉末變紅。據此回答：

上述裝置中，D的作用是______。乙二酸分解的化學方程式為__________。

（4）該小組同學將2.52g草酸晶體(H2C2O4·2 H2O)加入到100mL0.2mol·L-1的NaOH溶液中充分反應，測得反應后溶液呈酸性，其原因是_______(用文字簡單描述)。

（5）以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序為：_________(用離子符號表示)。

Answer 1

【答案】（1）HCO3 - +H2C2O4 =HC2O4 - +CO2↑+H2O（2分）；

（2）還原性（2分）；2 5 6 2 10 8（2分）；

（3）除去混合氣體中的CO2（2分）；H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑（2分）；

（4）反應所得溶液為NaHC2O4溶液，由于HC2O4- 的電離程度比水解程度大，導致溶液中c(H+)＞c（OH-），所以溶液呈酸性；

（5）c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)．

【解析】

試題分析：（1）由于草酸的酸性強于碳酸，且加入了足量的草酸，所以加入草酸后發生反應草酸轉化為HC2O4-，根據復分解反應的規律，強酸制取弱酸，反應的離子方程式是：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，發現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+ ，故答案為：還原性； ②反應中根據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的量之間的關系為：2 MnO4 - -～5H2C2O4，再根據電荷守恒和質量守恒可寫出反應方程式為：2 MnO4 - +5H2C2O4 +6H+ =2 Mn2+ +10CO2 ↑+8H2O，故答案為：2；5；6；2；10；8；（3）將一定量的乙二酸放于試管中，然后加熱，實驗發現：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，證明反應產生CO2；B中CuSO4粉末變藍，證明產生了H2O；F中CuO粉末變紅，說明產生了還原性的氣體，該氣體反應后可以使澄清石灰水變渾濁，證明有CO產生，因此乙二酸分解的化學方程式為H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑，由各物質的性質可推測B中CuSO4 固體檢驗草酸分解產物中的水，C裝置檢驗草酸分解產物中的CO2，D裝置的目的是為了除盡CO2，防止影響后續實驗現象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F、G裝置用來判斷草酸分解產物中有無CO生成，故答案為：除去混合氣體中的CO2；（4）兩者的物質的量的比是1：1，反應生成NaHC2 O4 ，溶液顯酸性說明HC2O4-的電離程度大于其水解程度，而且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+不發生任何反應，所以c(Na+)＞c(HC2O4-)。故c(H+)＞c（OH-），所以溶液呈酸性；（5）根據(4)分析可知以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序為c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)。