Question

8．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解．回答下列問題：
（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物．裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是有氣泡逸出、澄清石灰水變渾濁，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有CO₂．裝置B的主要作用是冷凝草酸、水蒸氣等，
防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO₂的檢驗(yàn)．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：草酸為二元酸．滴定劑（已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液）：氫氧化鈉溶液，指示劑：酚酞．
滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是：無色變到粉紅色（或淡紅色）且半分鐘內(nèi)顏色不變．配制準(zhǔn)確濃度的草酸溶液需要用到的主要玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管．
（3）乙同學(xué)另外做了一個(gè)酸堿反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)．常溫下取pH=13的氫氧化鋇溶液和濃度為c 的鹽酸等體積混合后測(cè)得溶液的pH=12，則鹽酸的濃度c=0.08mol/L．（忽略溶液混合過程中體積發(fā)生的變化）

Answer 1

分析 （1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳而使澄清石灰水變渾濁；草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾實(shí)驗(yàn)；
（2）要證明醋酸為二元弱酸，需要用強(qiáng)堿溶液滴定，可以選用氫氧化鈉溶液，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液呈堿性，可以選用酚酞作指示劑；滴定結(jié)束溶液為無色，滴定結(jié)束時(shí)溶液為粉紅色，據(jù)此判斷滴定終點(diǎn)；根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟判斷使用的玻璃儀器；
（3）pH=13的氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/L，pH=12的溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，設(shè)溶液體積為VL，根據(jù)酸堿反應(yīng)實(shí)質(zhì)列式計(jì)算出鹽酸的濃度c．

解答 解：（1）草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，如果草酸受熱分解，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以C中觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡冒出且澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；
草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水，草酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，B裝置溫度較低，有冷凝作用，防止干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，
故答案為：有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁；CO₂；冷凝（水蒸氣和草酸），防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀而干擾CO₂的檢驗(yàn)；
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為二元酸，需要選用氫氧化鈉溶液作滴定劑，草酸鈉溶液呈堿性，可以選用酚酞作指示劑；滴定結(jié)束前溶液呈無色，滴定結(jié)束時(shí)溶液變?yōu)榉奂t色，則滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：無色變到粉紅色（或淡紅色）且半分鐘內(nèi)顏色不變；根據(jù)配制草酸溶液的步驟可知，配制過程中需要用到的主要玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：氫氧化鈉溶液；酚酞；無色變到粉紅色（或淡紅色）且半分鐘內(nèi)顏色不變；燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管；
（3）pH=13的氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/L，pH=12的溶液中氫氧根離子濃度為0.01mol/L，
設(shè)溶液體積為VL，則：$\frac{0.1mol/L×VL-cmol/L×VL}{2VL}$=0.01mol/L，
解得：c=0.08mol/L，
故答案為：0.08．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了草酸性質(zhì)方案設(shè)計(jì)、中和滴定操作方法、酸堿混合的定性判斷及計(jì)算等知識(shí)，題目難度中等，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，明確中和滴定操作方法及酸堿混合的定性判斷及計(jì)算方法．