Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組探究鏈狀有機(jī)物X（H2C2O4）的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)：

結(jié)構(gòu)

已知：雙鍵碳上連羥基不穩(wěn)定。

（1）推測(cè)X可能的結(jié)構(gòu)___________ 、____________（填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）（X分子中無-O-O-結(jié)構(gòu)）。

核磁共振氫譜顯示X分子中只有一種氫原子，可以確定X分子為乙二酸。
性質(zhì)探究:

查資料可知：乙二酸（HOOC－COOH）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸，酸性強(qiáng)于碳酸，其熔點(diǎn)為101.5℃，在157℃升華。

類別角度：

（2）用化學(xué)方程式表征乙二酸類別通性中的兩種性質(zhì)：_________ 。

（3）在通性研究過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)：等物質(zhì)的量的草酸和NaOH混合，溶液呈酸性，其原因可能與_____機(jī)理最接近。

a HCl溶液顯酸性 b 苯酚溶液顯酸性 c NaHSO3溶液顯酸性

化合價(jià)角度：

（4）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMO4溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有___________（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。

特性角度：

（5）同學(xué)網(wǎng)上查閱乙二酸性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了以下實(shí)驗(yàn)：（夾持裝置未標(biāo)出）

A中盛放少量草酸晶體，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中CuO粉末變紅，據(jù)此回答：上述裝置中，D的作用是__________。寫出上述實(shí)驗(yàn)中草酸發(fā)生反應(yīng)的方程式_______。

（6）小結(jié)草酸的化學(xué)性質(zhì)___________。

Answer 1

【答案】HOOCCOOH HCOOCOOH +2NaOH+2H2O；+Na2CO3+CO2↑+H2O c 還原性 2 5 6 2 10 8 吸收CO2氣體 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 酸的通性、還原性、熱不穩(wěn)定性

【解析】

(5)A裝置加熱分解乙二酸，B裝置中CuSO4粉末可以檢驗(yàn)是否有水生成，C裝置中澄清石灰水可以檢驗(yàn)是否有CO2生成，D裝置除去CO2，E裝置再對(duì)氣體進(jìn)行干燥，再與灼熱的CuO粉末反應(yīng)，若有CO生成則可以將CuO還原成Cu單質(zhì)，可以看到粉末由黑色變?yōu)榧t色，且G中澄清石灰水變渾濁。

(1)X的分子式為H2C2O4，不飽和度為2，應(yīng)含有2個(gè)雙鍵，又雙鍵碳上連羥基不穩(wěn)定，所以X可能的結(jié)構(gòu)為HOOCCOOH或HCOOCOOH；

(2)乙二酸為二元中強(qiáng)酸，所以1mol草酸可以和2molNaOH反應(yīng)，方程式為：+2NaOH+2H2O；乙二酸酸性強(qiáng)于碳酸，所以可以和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，方程式為：+Na2CO3+CO2↑+H2O；

(3)等物質(zhì)的量的乙二酸和NaOH混合反應(yīng)生成NaHC2O4，溶液顯酸性，說明HC2O4-的電離程度大于其水解程度，與NaHSO3溶液顯酸性機(jī)理相似，所以選c；

(4)酸性高錳酸鉀褪色說明高錳酸鉀被還原，即乙二酸具有還原性；MnO4-→Mn2+，化合價(jià)降低5價(jià)，H2C2O4→CO2每個(gè)C化合價(jià)升高1價(jià)，則MnO4-與H2C2O4的系數(shù)比為2:5，再結(jié)合元素守恒可知方程式為：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；

(5)根據(jù)分析可知D裝置是為了避免CO2對(duì)檢驗(yàn)CO造成干擾而將二氧化碳吸收的裝置；C中澄清石灰水變渾濁說明乙二酸分解產(chǎn)生二氧化碳，F中CuO粉末變紅，G中澄清石灰水變渾濁說明有CO生成，B硫酸銅粉末變藍(lán)說明有水生成，所以乙二酸發(fā)生的反應(yīng)方程式為：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O；

(6)根據(jù)以上分析和實(shí)驗(yàn)可知草酸的化學(xué)性質(zhì)為：酸的通性、還原性、熱不穩(wěn)定性。