【題目】某研究小組欲檢驗(yàn)草酸晶體樣品分解產(chǎn)物并測定器質(zhì)量分?jǐn)?shù)(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))。草酸晶體( H2C2O42H2O)的理化性質(zhì)見表。

熔點(diǎn)

沸點(diǎn)

熱穩(wěn)定性

與澄清石灰水反應(yīng)

101°C102°C

150°C160°C升華

100.1°C失去結(jié)晶水,175°C分解成CO2,CO,H2O

與Ca(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀(CaC2O4

(1)加熱分解草酸晶體最適宜的裝置是____________(填圖1字母序號(hào))。

(2)圖2是驗(yàn)證熱分解產(chǎn)物中含CO,CO2的裝置

①儀器a和b的名稱分別是____________和____________。

②證明存在CO2的現(xiàn)象是________________________,證明存在CO的現(xiàn)象____________,D中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________。

③裝置A的作用是____________________,氣囊的作用是________________________。

(3)為測定樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)兩種如下方案。

①稱一定量樣品用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測得裝置D反應(yīng)前后的質(zhì)量差,由此計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低,排除儀器和操作的因素,其原因可能有:CO未完全反應(yīng)、___________________________。

②稱取8.75g草酸晶體樣品配制50.00g溶液,取10.00g溶液加適量的稀硫酸,然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液,恰好反應(yīng)完全。

(已知:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O)則KMnO4溶液顯____________色,25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的質(zhì)量____________g。樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________。

【Mr(H2C2O4)=90,Mr(H2C2O42H2O)=126,Mr(KMnO4)=158】。

【答案】(1)C(2)①燒杯,硬質(zhì)玻璃管②B中除去石灰水變渾濁;

D中固體由黑色變成紅色; ;

③將草酸蒸汽冷凝,以免干擾二氧化碳的檢驗(yàn);收集尾氣;

(3)①生成的銅再次被氧化;②紫紅,0.79 , 90% 。

【解析】

試題分析:(1) 加熱分解草酸晶體若選裝置 a 可能會(huì)造成的后果是因?yàn)樵嚬苁侵钡墓腆w藥品熔化后會(huì)流到試管口;若選裝置B可能會(huì)造成的后果是加熱過程中會(huì)產(chǎn)生一部分水蒸氣,預(yù)冷會(huì)冷凝,冷凝水會(huì)倒流到試管底,造成試管破裂,故選c裝置;

(2)檢驗(yàn)二氧化碳利用的是除去石灰水,檢驗(yàn)一氧化碳要利用一氧化碳的還原性,并要檢驗(yàn)還原后的產(chǎn)物。在檢驗(yàn)氣體是不受干擾①裝置 A 的作用是除去草酸蒸氣,防止對(duì)二氧化碳的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾;反應(yīng)一氧化碳生成,同時(shí)一氧化碳是空氣污染物,所以氣囊的作用是收集未反應(yīng)的一氧化碳,防止空氣污染;;② 證明存在 CO2的現(xiàn)象是B裝置內(nèi)的澄清石灰水變渾濁; 證明存在 CO 的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體變紅;

(3)為測定樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)如下方案:稱取一定量樣品,用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),稱量裝置D反應(yīng)前后的質(zhì)量差。由此計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低,排除儀器和操作因素,其可能原因:一氧化碳沒有全部與氧化銅反應(yīng)、草酸中的碳元素沒有完全轉(zhuǎn)化為一氧化碳等;

高錳酸鉀溶液呈紫紅色;25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的質(zhì)量=25.00g×3.16%=0.79g;

設(shè)10.00g溶液中含草酸晶體的質(zhì)量為X,

2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

可知,5H2C2O42H2O→5H2C2O4→2KMnO4,

630 316

X 0.79g

630/316=X/0.79g

X=1.575g,

50.00g溶液中含草酸晶體的質(zhì)量為:1.575g×5=7.875g,

草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:7.875g/8.75g×100%=90%,

答:樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%.

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