Question

某校化學研究性學習小組查閱資料了解到以下內(nèi)容：
已知乙二酸（HOOC-COOH，可簡寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強酸（為弱電解質(zhì)），且酸性強于碳酸，其熔點為101.5℃，在157℃升華．為探究草酸的部分化學性質(zhì)，進行了如下實驗：
（1）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生．該反應(yīng)的離子方程式為

 

（2）向盛有少量乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有

 

還原性（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）；請配平該反應(yīng)的離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

H₂C₂O₄+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

H₂O
（3）將一定量的乙二酸放于試管中，按如圖所示裝置進行實驗（夾持裝置未標出）：實驗發(fā)現(xiàn)，裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍，F(xiàn)中CuO粉末變紅，據(jù)此回答，乙二酸分解的產(chǎn)物為

 

，上述裝置中，D的作用是

 

（4）該小組同學將2.52g草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)后溶液呈酸性，其原因是

 

（用文字簡單表述）
（5）以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序為

 

（用離子符號表示）

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）由于題中強調(diào)足量的草酸，故反應(yīng)后草酸轉(zhuǎn)化為HC₂O₄^-，若寫成C₂O₄^2-是錯誤的．
（2）中顯然說明草酸具有還原性，把MnO₄^-還原為Mn²⁺，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式；
（3）乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測B中CuSO₄固體檢驗草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實驗現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無CO生成；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；
（5）根據(jù)NaHC₂O₄溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，可得離子濃度間的大小關(guān)系．

解答： 解：（1）題中強調(diào)足量的草酸，故反應(yīng)后草酸轉(zhuǎn)化為HC₂O₄^-，且酸性強于碳酸，反應(yīng)的離子方程式為HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，故答案為：HCO₃^-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；
（2）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明具有氧化性的高錳酸鉀被還原，說明草酸具有還原性，把MnO₄^-還原為Mn²⁺，反應(yīng)中根據(jù)氧化劑得失電子守恒可知氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之間的關(guān)系為：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄，在根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：還原性；2；5；6；2；10；8；
（3）①乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測B中CuSO₄固體檢驗草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實驗現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無CO生成，
故答案為：H₂O、CO、CO₂；除去混合氣體中的CO₂；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，
故答案為：反應(yīng)生成NaHC₂O₄，HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；
（5）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，而溶液中還存在著水的電離，故H⁺＞C₂O₄^2-，由于離子的電離程度較小，則有HC₂O₄^-＞H⁺，故正確順序為c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．
故答案為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．

點評：本題考查已二酸的分解以及溶液離子濃度的大小比較，題目較為綜合且具有一定難度，做題時注意抓住反應(yīng)的現(xiàn)象，以此推斷物質(zhì)可能具有的性質(zhì)．