Question

【題目】草酸是生物體的一種代謝產物，菠菜、莧菜等植物中富含草酸，但在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導致腎結石。某化學研究小組為了研究草酸，查閱資料獲取了以下信息。

① 草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易升華，易溶于水。

② 草酸晶體受熱脫水，170℃以上分解產生CO、CO2和H2O。

③ 草酸為二元酸：K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。

④ 草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水。

（1）研究小組為了驗證草酸受熱分解產生的CO2，按照如下圖所示的裝置進行實驗。裝置B中可觀察到的現象是 。但研究小組指導老師認為實驗方案欠妥，要求改進實驗。小組同學一致同意在A、B之間再加入一個實驗裝置C，其作用是 ，請在下圖方框中畫出該裝置，并標明所需試劑。

（2）研究小組為了驗證草酸受熱分解產生的CO，按照（1）實驗中的裝置A、C和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。

實驗裝置依次連接的合理順序為A→C→ →H→D→I。裝置H反應管中盛有的物質是 。

（3）經過實驗（1）和（2）證明草酸晶體受熱分解產生了CO和CO2。請寫出草酸晶體受熱分解的化學方程式 。

（4）為了測定某草酸溶液的物質的量濃度，該小組查閱文獻發現硫酸酸化的高錳酸鉀溶液可以氧化草酸并放出CO2，反應的離子方程式為 。若利用已知濃度的酸性高錳酸鉀標準液滴定未知濃度的草酸溶液，滴定終點判斷方法是 。

Answer 1

【答案】（1）產生氣泡并出現渾濁 除去揮發出的草酸（草酸也能與氫氧化鈣溶液產生沉淀），防止對CO2檢驗的干擾

（2）F→D→G CuO（氧化銅）

（3）H2C2O4·2H2OCO↑＋CO2↑＋3H2O

（4）2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 當滴加至最后一滴時，溶液略顯紫色，且半分鐘內不變為無色

【解析】

試題分析：（1）如果草酸受熱分解，會產生二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成難溶性的碳酸鈣沉淀而使澄清石灰水變渾濁，所以B中觀察到的現象是：產生氣泡并出現渾濁；草酸易揮發，導致生成的氣體中含有草酸，草酸和氫氧化鈣反應生成難溶性的草酸鈣而干擾二氧化碳的檢驗，可以A、B之間再加入一個裝置C為，除去揮發出的草酸（草酸也能與氫氧化鈣溶液產生沉淀），防止對CO2檢驗的干擾；

（2）要檢驗生成CO，用濃氫氧化鈉除去二氧化碳，用澄清石灰水檢驗是否二氧化碳，用無水氧化鈣干燥CO，利用CO的還原性將CuO還原，再利用澄清石灰水檢驗生成的二氧化碳，用排水法收集CO，則連接順序是A→C→F→D→G→H→D→I，H中盛放的物質應是CuO，H中黑色固體轉化為紅色且其后的D裝置溶液變渾濁就說明含有CO；

（3）H2C2O42H2O分解生成CO、CO2、H2O，反應方程式為：H2C2O4·2H2OCO↑＋CO2↑＋3H2O；

（4）硫酸酸化的高錳酸鉀溶液可以氧化草酸并放出CO2，高錳酸根被還原為Mn2+，反應離子方程式為：2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋＝ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，利用已知濃度的酸性高錳酸鉀標準液滴定未知濃度的草酸溶液，滴定終點判斷方法是：當滴加至最后一滴時，溶液略顯紫色，且半分鐘內不變為無色。