Question

【題目】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料了解到以下內(nèi)容：

乙二酸(HOOC-COOH，可簡(jiǎn)寫為H2C2O4)俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸(為弱電解質(zhì))，且酸性強(qiáng)于碳酸，其熔點(diǎn)為101.5℃，在157℃升華。為探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）向盛有1 mL飽和NaHCO3溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無(wú)色氣泡產(chǎn)生。該反應(yīng)的離子方程式為___________________________。

（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(shuō)明乙二酸具有________(填“氧化性”、“還原性”或“酸性”)，請(qǐng)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，按下圖所示裝置進(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粉末變紅。據(jù)此回答：

上述裝置中，D的作用是______。乙二酸分解的化學(xué)方程式為_(kāi)_________。

（4）該小組同學(xué)將2.52g草酸晶體(H2C2O4·2 H2O)加入到100mL0.2mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)后溶液呈酸性，其原因是_______(用文字簡(jiǎn)單描述)。

（5）以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)椋篲________(用離子符號(hào)表示)。

Answer 1

【答案】（1）HCO3 - +H2C2O4 =HC2O4 - +CO2↑+H2O（2分）；

（2）還原性（2分）；2 5 6 2 10 8（2分）；

（3）除去混合氣體中的CO2（2分）；H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑（2分）；

（4）反應(yīng)所得溶液為NaHC2O4溶液，由于HC2O4- 的電離程度比水解程度大，導(dǎo)致溶液中c(H+)＞c（OH-），所以溶液呈酸性；

（5）c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)．

【解析】

試題分析：（1）由于草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，且加入了足量的草酸，所以加入草酸后發(fā)生反應(yīng)草酸轉(zhuǎn)化為HC2O4-，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的規(guī)律，強(qiáng)酸制取弱酸，反應(yīng)的離子方程式是：HCO3 - +H2C2O4 =HC2O4 - +CO2↑+H2O；（2）①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(shuō)明具有氧化性的高錳酸鉀被還原，說(shuō)明草酸具有還原性，把MnO4 - 還原為Mn2+ ，故答案為：還原性； ②反應(yīng)中根據(jù)氧化劑得到電子與還原劑失去電子相等，可知氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之間的關(guān)系為：2 MnO4 - -～5H2C2O4，再根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒可寫出反應(yīng)方程式為：2 MnO4 - +5H2C2O4 +6H+ =2 Mn2+ +10CO2 ↑+8H2O，故答案為：2；5；6；2；10；8；（3）將一定量的乙二酸放于試管中，然后加熱，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，證明反應(yīng)產(chǎn)生CO2；B中CuSO4粉末變藍(lán)，證明產(chǎn)生了H2O；F中CuO粉末變紅，說(shuō)明產(chǎn)生了還原性的氣體，該氣體反應(yīng)后可以使澄清石灰水變渾濁，證明有CO產(chǎn)生，因此乙二酸分解的化學(xué)方程式為H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測(cè)B中CuSO4 固體檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，E裝置用來(lái)干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來(lái)判斷草酸分解產(chǎn)物中有無(wú)CO生成，故答案為：除去混合氣體中的CO2；（4）兩者的物質(zhì)的量的比是1：1，反應(yīng)生成NaHC2 O4 ，溶液顯酸性說(shuō)明HC2O4-的電離程度大于其水解程度，而且溶液中還存在著水的電離，故c(H+)＞c(C2O42-)，由于離子的電離程度較小，則有c(HC2O4-)＞c(H+)，而Na+不發(fā)生任何反應(yīng)，所以c(Na+)＞c(HC2O4-)。故c(H+)＞c（OH-），所以溶液呈酸性；（5）根據(jù)(4)分析可知以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)。