Question

7．草酸是植物（特別是草本植物）常具有的成分，具有廣泛的用途．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華，170℃以上分解．常溫下它的電離常數(shù)K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．回答下列問(wèn)題：
（1）擬用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，其合理的連接順序?yàn)锽-E-D（填字母序號(hào)）．

（2）相同溫度條件下，分別用3支試管按下列要求完成實(shí)驗(yàn)：

試管	A	B	C
加入試劑	4mL 0.01mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4	4mL 0.02mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4	4mL 0.03mol/L KMnO4 1ml 0.1moL/L H2SO4 2mL 0.1mol/L H2C2O4
褪色時(shí)間	28秒	30秒	不褪色

寫(xiě)出試管B的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；上述實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾f(shuō)明“相同條件下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快”？能（選填“能”或“不能”）；簡(jiǎn)述你的理由：實(shí)驗(yàn)中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為弱酸的方案及其現(xiàn)象均正確的有AC（填序號(hào)）．
A．室溫下，取0.010mol/L的H₂C₂O₄溶液，測(cè)其pH=2；
B．室溫下，取0.010mol/L的NaHC₂O₄溶液，測(cè)其pH＞7；
C．室溫下，取pH=a（a＜3）的H₂C₂O₄溶液稀釋100倍后，測(cè)其pH＜a+2；
D．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H₂C₂O₄溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H₂體積為224mL；
（4）為測(cè)定某H₂C₂O₄溶液的濃度，取20.00mL H₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，滴入2-3滴指示劑，用0.1000mol/L的NaOH溶液進(jìn)行滴定，并進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，所用NaOH溶液體積分別為19.98mL、20.02mL和22.02mL．
①所用指示劑為酚酞；滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為錐形瓶?jī)?nèi)溶液由無(wú)色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化；
②H₂C₂O₄溶液物質(zhì)的量濃度為0.05000mol/L；
③下列操作會(huì)引起測(cè)定結(jié)果偏高的是AD（填序號(hào)）．
A．滴定管在盛裝NaOH溶液前未潤(rùn)洗
B．滴定過(guò)程中，錐形瓶震蕩的太劇烈，以致部分液體濺出
C．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)
D．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，據(jù)此選擇；
（2）酸性溶液中高錳酸鉀溶液氧化草酸生成二氧化碳；相同條件下增大高錳酸鉀溶液濃度，反應(yīng)速率增大；
（3）證明草酸為弱酸需要證明溶液中存在電離平衡，弱酸形成的強(qiáng)堿弱酸鹽是否水解或者與等濃度的強(qiáng)酸酸性強(qiáng)弱比較分析；
（4）①?gòu)?qiáng)堿滴定弱酸到反應(yīng)終點(diǎn)生成草酸鈉，生成的為強(qiáng)堿弱酸鹽顯堿性，所以選擇酚酞作指示劑；
②H₂C₂O₄+2NaOH=Na₂C₂O₄+2H₂O，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算；
③滴定操作誤差分析可以把失誤歸結(jié)為消耗滴定管中溶液體積的變化分析判斷一下結(jié)果，c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$；

解答 解：（1）擬用下列裝置分解草酸制備少量純凈的CO，草酸晶體分解生成二氧化碳、一氧化碳、水，利用發(fā)生裝置B分解晶體，氣體通過(guò)裝置E吸收二氧化碳，利用排水法收集一氧化碳，其合理的連接順序?yàn)锽-E-D，
故答案為：B-E-D；
（2）酸性溶液中高錳酸鉀溶液氧化草酸生成二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8 H₂O，硫酸、草酸濃度相同，改變高錳酸鉀溶液濃度分析反應(yīng)速率變化，高錳酸鉀溶液濃度越大，反應(yīng)速率越快，實(shí)驗(yàn)中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A，上述實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明相同條件下，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8 H₂O；能；實(shí)驗(yàn)中KMnO₄的濃度c_B＞c_A，且其反應(yīng)速率ν_B＞ν_A；
（3）A．草酸為二元酸，若為強(qiáng)酸電離出氫離子濃度為0.02mol/L，PH小于2，室溫下，取0.010mol/L的H₂C₂O₄溶液，測(cè)其pH=2，說(shuō)明存在電離平衡，證明酸味弱酸，故A正確；
B．室溫下，取0.010mol/L的NaHC₂O₄溶液，測(cè)其pH＞7，說(shuō)明HC₂O₄^-離子水解溶液顯堿性，證明草酸氫根離子為弱酸陰離子，但不能證明草酸為弱酸，故B錯(cuò)誤；
C．室溫下，取pH=a（a＜3）的H₂C₂O₄溶液稀釋100倍后，測(cè)其pH＜a+2，說(shuō)明稀釋促進(jìn)電離，溶液中存在電離平衡，為弱酸，故C正確；
D．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H₂C₂O₄溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H₂體積為224mL，強(qiáng)酸和弱酸都符合，和強(qiáng)酸弱酸無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（4）①?gòu)?qiáng)堿滴定弱酸到反應(yīng)終點(diǎn)生成草酸鈉，生成的為強(qiáng)堿弱酸鹽顯堿性，所以選擇酚酞作指示劑，滴入最后一滴錐形瓶?jī)?nèi)溶液由無(wú)色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化，
故答案為：酚酞；錐形瓶?jī)?nèi)溶液由無(wú)色變成（粉）紅色，且半分鐘內(nèi)不變化；
②取20.00mL H₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，滴入2-3滴指示劑，用0.1000mol/L的NaOH溶液進(jìn)行滴定，并進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，所用NaOH溶液體積分別為19.98mL、20.02mL和22.02mL，其中22.02mL誤差太大，消耗平均體積=$\frac{19.98ml+20.02ml}{2}$=20ml，
              H₂C₂O₄+2NaOH=Na₂C₂O₄+2H₂O，
                1                2
    0.020L×c           0.1000mol/L×0.020l
c=0.05000mol/L，
故答案為：0.05000mol/L；
③滴定操作誤差分析可以把失誤歸結(jié)為消耗滴定管中溶液體積的變化分析判斷一下結(jié)果，c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$，
A．滴定管在盛裝NaOH溶液前未潤(rùn)洗，導(dǎo)致溶液濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故A正確；
B．滴定過(guò)程中，錐形瓶震蕩的太劇烈，以致部分液體濺出，待測(cè)液減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測(cè)定結(jié)果偏低，故B錯(cuò)誤；
C．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)，讀取的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液難度偏低，故C錯(cuò)誤；
D．滴定前讀數(shù)正確，滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)，讀取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故D正確；
故答案為：A D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分解產(chǎn)物的分析判斷、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法、弱電解質(zhì)的電離平衡、滴定實(shí)驗(yàn)的步驟、過(guò)程、反應(yīng)終點(diǎn)判斷方法和計(jì)算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．