Question

9．已知：草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）于100℃開(kāi)始失水，101.5℃熔化，約157℃時(shí)升華，于175℃受熱分解．某校甲、乙兩組學(xué)生用不同方式探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)并測(cè)定其結(jié)晶水的含量．
Ⅰ．甲組用滴定法測(cè)定草酸晶體中結(jié)晶水的含量．
步驟一：稱取5.0g純凈的草酸晶體，配制成250mL溶液．
步驟二：取0.04mol•L-1標(biāo)準(zhǔn)酸性KMnO₄溶液25.00mL于錐形瓶中，用所配溶液滴定至終點(diǎn)．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①配制草酸溶液的操作步驟依次是：將晶體置于燒杯中，加水溶解，將溶液轉(zhuǎn)移入250mL容量瓶，洗滌，定容，搖勻．
②完善下面滴定反應(yīng)的離子方程式：
2MnO₄^-+5H₂C₂O_4⁺6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
③在“步驟一”和“步驟二”測(cè)定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是步驟二    （填“步驟一”或“步驟二”）．
④其它操作均正確的情況下，下列操作可能使測(cè)定結(jié)果偏大的是BC．
A．錐形瓶瓶壁殘留蒸餾水就轉(zhuǎn)移入酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗就加入待測(cè)液進(jìn)行滴定
C．滴定前酸式滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失
D．滴定完成后俯視刻度
Ⅱ．乙組同學(xué)為探究草酸的性質(zhì)，按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置未標(biāo)出）：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍(lán)，F(xiàn)中CuO粉末部分變紅．據(jù)此回答：
①草酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O．
②乙組同學(xué)將B裝置稱量，卻發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無(wú)誤，則其原因可能是在加熱時(shí)草酸部分升華在B中部分凝華．
③乙組中某同學(xué)認(rèn)為可以利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，立即遭到其他同學(xué)的反對(duì)，其反對(duì)的理由是前面的反應(yīng)裝置中滯留有大量CO氣體；為防止爆炸在點(diǎn)燃F處酒精燈之前要先通一段時(shí)間的CO以排除裝置系統(tǒng)中的空氣；裝置G中的水蒸氣逆流進(jìn)入裝置F中；加熱時(shí)草酸部分升華未能全部分解．

Answer 1

分析 Ⅰ．①草酸溶解后轉(zhuǎn)移到250ml的容量瓶定容，得到所配置的溶液；
②分析反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化可知，Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)降低做氧化劑，草酸中的碳元素化合價(jià)應(yīng)升高，從+3價(jià)升高為+4價(jià)，所以以后產(chǎn)物為二氧化碳，依據(jù)電子守恒配平的離子方程式；
③步驟一是稱量配制只需要一次準(zhǔn)確操作，步驟二是滴定過(guò)程，為避免產(chǎn)生較大誤差，滴定實(shí)驗(yàn)一般需要重復(fù)2-3次，所以測(cè)定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是步驟二；
④依據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)誤差分析的依據(jù)是c（待測(cè)）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）×V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$分析判斷；
Ⅱ．①依據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置過(guò)程中的反應(yīng)現(xiàn)象分析草酸分解得到產(chǎn)物，結(jié)合原子守恒寫(xiě)出化學(xué)方程式；
②發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無(wú)誤，依據(jù)草酸損耗的因素分析判斷；
③依據(jù)利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，過(guò)程中產(chǎn)生誤差的因素是生成的一氧化碳不能全部反應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)需要在整套裝置中充滿一氧化碳避免點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，草酸可能為全部分解，裝置G中 液體倒流會(huì)裝置F導(dǎo)致稱量質(zhì)量產(chǎn)生誤差；

解答 解：Ⅰ．①草酸溶解后轉(zhuǎn)移到250ml的容量瓶定容，配制得到所需的溶液，故答案為：250mL容量瓶；
②分析反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化可知，Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，化合價(jià)降低做氧化劑，草酸中的碳元素化合價(jià)應(yīng)升高，從+3價(jià)升高為+4價(jià)，所以以后產(chǎn)物為二氧化碳，依據(jù)電子守恒配平的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：2、5、6、2、10CO₂↑、8；
③步驟一是稱量配制只需要一次準(zhǔn)確操作，步驟二是滴定過(guò)程，為避免產(chǎn)生較大誤差，滴定實(shí)驗(yàn)一般需要重復(fù)2-3次，所以測(cè)定操作中需要重復(fù)進(jìn)行的操作是步驟二；
故答案為：步驟二；
④A．錐形瓶瓶壁殘留蒸餾水就轉(zhuǎn)移入酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定，對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，故A不符合；
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗就加入待測(cè)液進(jìn)行滴定，結(jié)構(gòu)消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，結(jié)構(gòu)偏高，故B符合；
C．滴定前酸式滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失，滴定終點(diǎn)后讀取標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，測(cè)定濃度偏大，故C符合；
D．滴定完成后俯視刻度，讀取的標(biāo)準(zhǔn)液體積減小，結(jié)構(gòu)偏低，故D不符合；
故答案為：BC；
Ⅱ．①B中CuSO₄粉末變藍(lán)，說(shuō)明分解產(chǎn)物含有水蒸氣，裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，F(xiàn)中CuO粉末部分變紅，證明生成的產(chǎn)物中含有二氧化碳?xì)怏w和一氧化碳?xì)怏w，依據(jù)原子守恒配平寫(xiě)出的化學(xué)方程式為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O；
故答案為：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO₂↑+H₂O；
②發(fā)現(xiàn)B裝置質(zhì)量增量比理論值大，該小組同學(xué)認(rèn)真分析斷定操作無(wú)誤，說(shuō)明草酸在加熱分解過(guò)程中變成蒸氣的在裝置B的玻璃管內(nèi)壁凝結(jié)
故答案為：在加熱時(shí)草酸部分升華在B中部分凝華；
③依據(jù)利用加熱分解的草酸晶體的質(zhì)量和F裝置中固體質(zhì)量的減少就可以計(jì)算出晶體中結(jié)晶水的含量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，過(guò)程中產(chǎn)生誤差的因素是生成的一氧化碳不能全部反應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)需要在整套裝置中充滿一氧化碳避免點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，草酸可能為全部分解，裝置G中 液體倒流會(huì)裝置F導(dǎo)致稱量質(zhì)量產(chǎn)生誤差；
故答案為：前面的反應(yīng)裝置中滯留有大量CO氣體；為防止爆炸在點(diǎn)燃F處酒精燈之前要先通一段時(shí)間的CO以排除裝置系統(tǒng)中的空氣；裝置G中的水蒸氣逆流進(jìn)入裝置F中；加熱時(shí)草酸部分升華未能全部分解．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解應(yīng)用，掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目較為綜合，題目難度中等，做題時(shí)注意抓住反應(yīng)的現(xiàn)象，以此推斷物質(zhì)可能具有的性質(zhì)．