Question

（11分）以下是某學(xué)習(xí)小組對(duì)乙二酸的某些性質(zhì)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程：
[研究課題]探究乙二酸的某些性質(zhì)
[查閱資料]乙二酸（HOOC－COOH）俗稱草酸，其主要物理常數(shù)如下：

名稱	乙二酸	乙二酸晶體
分子式	H2C2O4	H2C2O4·2H2O
顏色狀態(tài)	無(wú)色固體	無(wú)色晶體
溶解度（g）	8.6（20℃）	—
熔點(diǎn)（℃）	189.5	101.5
密度（g·cm－3）	1.900	1.650

又知：
草酸在100℃時(shí)開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，并開(kāi)始分解。
草酸鈣不溶于水。
草酸蒸氣能使澄清石灰水變渾濁。
草酸蒸氣在低溫下可冷凝為固體。
根據(jù)上述材料提供的信息，回答下列問(wèn)題：
[提出猜想]
（猜想一）根據(jù)草酸晶體的組成對(duì)其分解產(chǎn)物進(jìn)行猜想
設(shè)計(jì)方案：
（1）該小組同學(xué)猜想其產(chǎn)物為CO、CO2和H2O，請(qǐng)用下列裝置組成一套探究實(shí)驗(yàn)裝置（草酸晶體分解裝置略，裝置可重復(fù)使用，連接導(dǎo)管略去）。

A中水槽裝冰水混合物、B中裝氧化銅、C中裝無(wú)水硫酸銅，D中裝澄清石灰水、E中裝堿石灰
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①裝置的連接順序?yàn)椋篈→_____________________________________________。
②檢驗(yàn)產(chǎn)物中CO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________________________________
③整套裝置是否存在不合理之處，   （填是或否），若有該如何解決___________________________________________________________________________
（猜想二）乙二酸具有弱酸性
設(shè)計(jì)方案：
（2）該小組同學(xué)為驗(yàn)證草酸具有弱酸性設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_____（填字母）。
A．將草酸晶體溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色
B．測(cè)定相同濃度的草酸和硫酸溶液的pH
C．測(cè)定草酸鈉（Na2C2O4）溶液的pH
D．將草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出
（猜想三）乙二酸具有還原性
設(shè)計(jì)方案：
（3）該小組同學(xué)向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入過(guò)量的草酸溶液，發(fā)現(xiàn)酸性KMnO4溶液褪色，從而判斷草酸具有較強(qiáng)的還原性。配平該反應(yīng)的離子方程式：
___MnO₄^－+___H₂C₂O₄ +___H+ ===___Mn²⁺ +___CO₂↑+___H₂O
（4）利用上述原理可定量測(cè)定某草酸晶體樣品（含有H2C2O4·2H2O及其它一些雜質(zhì)）中H2C2O4·2H2O的含量。
方法是：稱取該樣品0.12 g，加適量水完全溶解，然后用0.020 mol·L－1
的酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示（單位：mL），則該草酸晶體樣品中H2C2O4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)____________。
（已知相對(duì)原子質(zhì)量：Mr(H2C2O4·2H2O)=126）

Answer 1

（11分）（1）①A→C→D→E→B→D（2分）
②黑色固體變成紅色，且澄清石灰水變渾濁（1分）
③是（1分）   無(wú)尾氣處理裝置，將尾氣通到燃著的的酒精燈上（1分）（其它合理答案也給分）
（2）BC（2分，多選倒扣，扣完為止）
（3）2,5,6="2,10,8" （2分）   （4）84.0%（2分）

（1）①由于草酸蒸氣能使澄清石灰水變渾濁，而草酸蒸氣在低溫下可冷凝為固體，所以要先把草酸蒸汽冷卻變成固體。無(wú)水硫酸銅用來(lái)檢驗(yàn)水蒸氣，澄清的石灰水用來(lái)檢驗(yàn)CO₂，氧化銅用來(lái)檢驗(yàn)CO。由于通過(guò)溶液必然會(huì)帶出水蒸氣，所以首先檢驗(yàn)水蒸氣。由于CO的氧化產(chǎn)物也是CO₂，所以要先檢驗(yàn)CO₂，最后檢驗(yàn)CO。和氧化銅反應(yīng)的CO應(yīng)該是干燥的，所以需要進(jìn)行干燥處理，因此正確的順序?yàn)锳→C→D→E→B→D
② CO能把氧化銅還原生成紅色的單質(zhì)銅，而CO被液化生成CO₂，所以檢驗(yàn)產(chǎn)物中CO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色固體變成紅色，且澄清石灰水變渾濁。
③由于CO是有毒氣體，所以需要增加尾氣處理裝置，即將尾氣通到燃著的的酒精燈上，使其燃燒。
（2）A、D都只能說(shuō)明乙二酸顯酸性，但不能證明存在電離平衡。所以BC是正確的，弱酸的導(dǎo)電性小于相同條件下的強(qiáng)酸的導(dǎo)電性。弱酸鹽存在水解平衡，答案選BC。
（3）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子的得失守恒進(jìn)行配平。KMnO₄是氧化劑，反應(yīng)中錳的化合價(jià)從＋7價(jià)降到＋2價(jià)，得到5個(gè)電子。H₂C₂O₄是還原劑，碳元素的化合價(jià)由＋3價(jià)，升高到＋4價(jià)，1mol還原劑失去2mol電子，所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是2︰5，即方程式為2MnO₄^－+5H₂C₂O₄ +6H⁺＝2Mn²⁺ +10CO₂↑+8H₂O。
（4）根據(jù)滴定管中的讀數(shù)可知，消耗酸性KMnO₄溶液的體積是18.50ml－2.50mol＝16.00ml。所以消耗酸性KMnO₄的物質(zhì)的量是0.020mol/L×0.016L＝0.00032mol，則消耗乙二酸是0.00032mol÷2×5＝0.0008mol，其質(zhì)量是0.0008mol×126g/mol＝0.1008g，所以其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1008÷0.12×100％＝84.0％