Question

【題目】草酸（H2C2O4）是一種重要的有機化工原料。為探究草酸的制取和草酸的性質(zhì)，進行如下實驗。

實驗Ⅰ：探究草酸的制備

實驗室用硝酸氧化淀粉水解液法制備草酸：C6H12O6＋12HNO3 → 3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O。裝置如下圖所示：

（1）上圖實驗裝置中儀器乙的名稱為：___________，B裝置的作用____________。

（2）檢驗淀粉是否完全水解所需要的試劑為：__________。

實驗Ⅱ：探究草酸的不穩(wěn)定性

已知：草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，易溶于水，熔點為101℃，受熱易脫水、升華，170℃以上分解產(chǎn)生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸強，其鈣鹽難溶于水。

（3）請選取以上的裝置證明草酸晶體分解的產(chǎn)物（可重復(fù)使用，加熱裝置和連接裝置已略去）。儀器裝置連接順序為：C→______→______→______→______→D→A→F______

（4）若實驗結(jié)束后測得A管質(zhì)量減輕4.8g，則至少需分解草酸晶體的質(zhì)量為_____g（已知草酸晶體的M=126g/mol）。

實驗Ⅲ：探究草酸與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)

（5）取一定量草酸溶液裝入試管，加入一定體積的酸性高錳酸鉀溶液，振蕩試管，發(fā)現(xiàn)溶液開始緩慢褪色，后來迅速變成無色。（反應(yīng)熱效應(yīng)不明顯，可忽略不計）

該實驗中草酸表現(xiàn)______性，該反應(yīng)的離子方程式_____________________________________________，該反應(yīng)的反應(yīng)速率先慢后快的主要原因可能是___________________。

（6）設(shè)計實驗證明草酸是弱酸。實驗方案：________________________________ (提供的藥品及儀器：蒸餾水、0.1mol·L-1NaOH溶液、pH計、0.1mol·L-1草酸溶液，其它儀器自選)

Answer 1

【答案】球形冷凝管 防倒吸或安全瓶 碘水或I2 B F E F 37.8 還原性 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 反應(yīng)生成的MnSO4（或Mn2+）對反應(yīng)有催化作用，加快反應(yīng)速率 取少量0.1mol/L草酸溶液于試管中，測定其pH，若pH﹥1，則說明草酸為弱酸

【解析】

（1）A裝置為反應(yīng)裝置，B裝置防倒吸，C裝置用來吸收尾氣。

（2）淀粉遇碘變藍色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍色，則證明淀粉沒有完全水解，溶液若不顯色，則證明淀粉完全水解；

（3）檢驗H2O、CO和CO2氣體，首先應(yīng)該用無水硫酸銅遇水蒸氣變藍，再利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳檢驗還原性，能還原黑色的氧化銅，生成的二氧化碳用澄清的石灰水檢驗，據(jù)此根據(jù)水蒸氣、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)進行排序；

（4）根據(jù)A管質(zhì)量減輕4.8g利用差量法計算出產(chǎn)生的一氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)草酸晶體分解的方程式計算求得；

（5）根據(jù)酸性高錳酸鉀的性質(zhì)確定草酸的性質(zhì)，書寫離子方程式；溫度不變，濃度隨反應(yīng)進行減小，速率卻迅速加快，應(yīng)該是催化劑作用；

（6）根據(jù)弱酸不能完全電離設(shè)計實驗。

（1）上圖實驗裝置中儀器乙的名稱為球形冷凝管，B裝置的作用防倒吸或安全瓶；

答案：球形冷凝管 防倒吸或安全瓶

（2）淀粉遇碘變藍色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍色，則證明淀粉沒有完全水解，溶液若不顯色，則證明淀粉完全水解；

答案：碘水或I2

（3）檢驗H2O、CO和CO2氣體，首先應(yīng)該用無水硫酸銅遇水蒸氣變藍，再利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳檢驗還原性，能還原黑色的氧化銅，生成的二氧化碳用澄清的石灰水檢驗，據(jù)此根據(jù)水蒸氣、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)進行排序；

答案：B F E F

（4）假設(shè)草酸晶體分解生成xmolCO；

CO + CuOCO2 + Cu △m（固體減少）

1mol 80g 64g 16g

xmol 4.8g

x=0.3mol

H2C2O4·2H2O 2H2O+CO+CO2

1mol 1mol

0.3mol 0.3mol

至少需分解草酸晶體的質(zhì)量為0.3mol×126g/mol=37.8g；

答案：37.8g

（5）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，可以與草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，錳離子具有催化劑的作用；

答案：還原性 5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 反應(yīng)生成的MnSO4（或Mn2+）對反應(yīng)有催化作用，加快反應(yīng)速率

（6）弱酸不完全電離，所以取少量0.1mol/L草酸溶液于試管中，測定其pH，若pH﹥1，則說明草酸為弱酸；

答案：取少量0.1mol/L草酸溶液于試管中，測定其pH，若pH﹥1，則說明草酸為弱酸