Question

19．乙二酸（HOOC-COOH，可簡寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，存在與自然界的植物中，其晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）無色，101℃開始熔化，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃時開始分解，其鈉鹽和鉀鹽易溶于水．而其鈣鹽難溶于水．
（1）依據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)判斷下列化學方程式可能正確的是BD（填序號）
兩種多元酸是電離常數(shù)（25℃）

弱酸	H2C2O4	H2CO3
電離常數(shù)	K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5	K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11

A．H₂C₂O₄+CO₃^2-═HCO₃^-+HC₂O₄^-
B．HC₂O₄^-+CO₃^2-═HCO₃^-+C₂O₄^-
C.2C₂O₄^-+CO₂+H₂O═2HC₂O₄^-+CO₃^2-
D．H₂C₂O₄+CO₃^2-═C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑
（2）某化學興趣小組的同學選用如圖所示的部分裝置（可以重復選用）進行商業(yè)，驗證草酸的分解產(chǎn)物（已知：H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O↑）

如果氣體流向為從左到右，裝置依次連接的合理順序為ACBDFDGHDI．
（3）草酸溶液能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，其反應歷程為：

①稱取3.2g草酸晶體，配制250mL0.10mol/LH₂C₂O₄溶液
②在上述過程中必須用到的2種定量儀器是托盤天平和250mL容量瓶．
③下列操作會使所配溶液濃度偏高的是B（填序號）
A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤
B．定容時俯視刻度線
C．將燒杯中溶液轉移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水
D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容
④寫出草酸溶液與酸性KMnO₄溶液反應的離子方程式：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
⑤由于KMnO₄能氧化水中的有機物等因素，為了配制穩(wěn)定的KMnO₄溶液，其濃度需標定，取10.00mL0.10mol/LH₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，加入10mL0.50mol/LH₂SO₄溶液、用KMnO₄溶液滴定至錐形瓶中溶液顏色恰好呈淺紫色，且半分鐘不褪色，記錄數(shù)據(jù)，平行三次實驗，平均消耗KMnO₄溶液40.00mL，則上述實驗中KMnO₄溶液的物質的量濃度為0.01mol/L．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)電離平衡常數(shù)大小比較酸性強弱，化學反應遵循酸性強的制酸性弱的酸，草酸和碳酸是二元酸分步電離，H₂C₂O₄＞HC₂O₄^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-；
（2）H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O↑，驗證草酸的分解產(chǎn)物，選擇裝置A對草酸晶體分解，通過裝置C中無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣，通過裝置B冷卻使草酸氣體降溫液化，通過裝置D中的石灰水檢驗生成氣體中生成二氧化碳存在，再通過裝置F中濃氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過裝置D中澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，通過裝置G中氯化鈣吸收水蒸氣，通過裝置H中加熱的氧化銅檢驗一氧化碳的存在，用裝置D中的石灰水檢驗生成氣體二氧化碳的存在，一氧化碳有毒不能排放到空氣中排水法收集；
（3）①結合m=cVM計算，托盤天平精確到0.1g；
①稱量固體質量需要托盤天平，配制溶液需要容量瓶；
②結合c=$\frac{n}{V}$及不當操作對n、V的影響分析濃度變化，c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（標準）}$；
④草酸溶液與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應，反應生成Mn²⁺、CO₂、H₂O；
⑤滴定終點利用高錳酸鉀溶液是紫紅色指示終點，結合離子反應方程式計算KMnO₄溶液的物質的量濃度．

解答 解：（1）化學反應遵循酸性強的制酸性弱的酸，草酸和碳酸是二元酸分步電離，H₂C₂O₄＞HC₂O₄^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，
A．H₂C₂O₄+CO₃^2-═HCO₃^-+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，反應生成產(chǎn)物不能共存，故A錯誤；
B．HC₂O₄^-+CO₃^2-═HCO₃^-+C₂O₄^-，HC₂O₄^-＞HCO₃^-，反應符合酸性強的制備酸性弱的規(guī)律，故B正確；
C.2C₂O₄^-+CO₂+H₂O═2HC₂O₄^-+CO₃^2-，HC₂O₄^-＞H₂CO₃，反應不符合酸性強弱規(guī)律，故C錯誤；
D．H₂C₂O₄+CO₃^2-═C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑，H₂C₂O₄＞H₂CO₃，反應符合酸性強的制備酸性弱的規(guī)律，故D正確；
故答案為：BD；
（2）H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+CO↑+H₂O↑，驗證草酸的分解產(chǎn)物，選擇裝置A對草酸晶體分解，通過裝置C中無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣，通過裝置B冷卻使草酸氣體降溫液化，通過裝置D中的石灰水檢驗生成氣體中生成二氧化碳存在，再通過裝置F中濃氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，通過裝置D中澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除盡，通過裝置G中氯化鈣吸收水蒸氣，通過裝置H中加熱的氧化銅檢驗一氧化碳的存在，用裝置D中的石灰水檢驗生成氣體二氧化碳的存在，一氧化碳有毒不能排放到空氣中排水法收集，如果氣體流向為從左到右，裝置依次連接的合理順序為ACBDFDGHDI，
故答案為：ACBDFDGHDI；
（3）①草酸晶體的質量為0.25L×0.1mol/L×126g/mol=3，15g，托盤天平精確到0.1g，配制250mL0.10mol/LH₂C₂O₄溶液需要近似為3.2g，
故答案為：3.2；
②稱量固體質量需要托盤天平，配制溶液需要容量瓶，則配制溶液必須用到的2種定量儀器是托盤天平和500mL容量瓶，
故答案為：托盤天平；500mL容量瓶；
③A．稱取草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤，晶體質量偏小，則n偏小，所配溶液濃度偏低，故A不選；
B．定容時俯視刻度線，水加少，V偏小，則所配溶液濃度偏高，故B選；
C．將燒杯中溶液轉移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸餾水，對實驗無影響，所配溶液濃度不變，故C不選；
D．搖勻后，發(fā)現(xiàn)溶液液面低于刻度線，立即用膠頭滴管加水再定容，則V偏大，所配溶液濃度偏低，故D不選；
故答案為：B；
④草酸溶液與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應，反應生成Mn²⁺、CO₂、H₂O，離子反應為5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
⑤取10.00mL0.10mol/LH₂C₂O₄溶液于錐形瓶中，加入10mL0.50mol/LH₂SO₄溶液、用KMnO₄溶液滴定至錐形瓶中溶液顏色恰好呈紫色，且半分鐘不褪色，記錄數(shù)據(jù)，n（H₂C₂O₄）=0.01L×0.10mol/L=0.001mol，由離子反應方程式可知KMnO₄溶液的物質的量濃度為 $\frac{0.001mol×\frac{2}{5}}{0.04L}$=0.010mol/L，
故答案為：呈淺紫色；0.010mol/L．

點評 本題考查影響反應速率的因素及溶液配制、濃度計算等，為高頻考點，把握反應速率的影響因素、控制變量法及離子反應的計算為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的綜合考查，題目難度中等．