Question

【題目】草酸是一種二元弱酸，可用作還原劑、沉淀劑等。某校課外小祖的同學設計利用C2H2氣體制取H2C2O42H2O。回答下列問題：

（1）甲組的同學以電石（主要成分CaC2，少量CaS及Ca3P2雜質等）為原料，并用如圖裝置制取C2H2。

①電石與水反應很快，為了減緩反應速率，裝置A中除用飽和食鹽水代替水之外，還可以采取的措施是____________________________ （寫一種即可）。

②裝置B中，NaClO將H2S、PH3 氧化為硫酸及磷酸，本身被還原為NaCl，其中PH3被氧化的離子方程式為________________________。

（2）乙組的同學根據文獻資料，用Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。制備裝置如圖所示：

①裝置D中多孔球泡的作用是______________________。

②裝置D中生成H2C2O4的化學方程式為___________________________________。

③從裝置D中得到產品，還需經過__________________（填操作名稱）、過濾、洗滌及干燥。

（3）丙組設計了測定乙組產品中H2C2O4·2H2O的質量分數實驗。他們的實驗步驟如下：準確稱取m g產品于錐形瓶中，加入適量的蒸餾水溶解，再加入少量稀硫酸，然后用c mol/L酸性KMnO4標準溶液進行滴定至終點，共消耗標準溶液V mL。

①滴定時高錳酸鉀標準溶液盛放在滴定管中_____________（填“酸式”或“堿式”）。

②滴定過程中發現褪色速率開始很慢后逐漸加快，分析可能的原因是______________ 。

③產品中H2C2O4·2H2O的質量分數為_________________（列出含 m、c、V 的表達式）。

Answer 1

【答案】將燒瓶底部置于冰水浴中、控制分液漏斗活塞減緩滴加速度、將電石變為更大的塊狀 PH3+4ClO－=H3PO4+4Cl－ 增大氣體和溶液的接觸面積，加快反應速率，使反應充分進行 C2H2+8HNO3(濃)H2C2O4+8NO2+4H2O 蒸發濃縮、冷卻結晶 酸式 生成的Mn2+是該反應的催化劑

【解析】

(1)①碳化鈣和水反應劇烈，可結合影響反應速率的因素采取措施減緩反應速率；

②裝置B用NaClO將PH3氧化為磷酸，同時生成氯化鈉；

(2)D中，Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化乙炔制取H2C2O42H2O，發生反應為：C2H2+8HNO3H2C2O4+8NO2+4H2O，多孔球泡增大乙炔氣體與硝酸的接觸面，充分反應，E裝置防止倒吸，F裝置吸收生成的二氧化氮氣體，將反應后的D濃縮結晶、過濾、洗滌、干燥得產品；

(3)①酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性；

②H2C2O4與KMnO4反應生成錳離子和二氧化碳，反應放熱，生成的錳離子作催化劑；

③根據2MnO4-～5H2C2O4，由高錳酸鉀的消耗可得H2C2O4的量，以此計算H2C2O42H2O的質量分數。

(1)①電石與水反應非常劇烈，為了減慢反應速率，平緩地產生乙炔可用飽和食鹽水代替水反應或采取將燒瓶底部置于冰水浴中、控制分液漏斗活塞減緩滴加速度、將電石變為更大的塊狀等措施；

②NaClO將PH3氧化為磷酸，發生反應的離子方程式為：PH3+4ClO-=H3PO4+4Cl-；

(2)①裝置D多孔球泡可增大乙炔氣體與硝酸的接觸面，加快反應速率，充分反應；

②根據裝置圖，D中，Hg(NO3)2作催化劑，濃硝酸氧化乙炔反應生成H2C2O4和二氧化氮，反應方程式為：C2H2+8HNO3H2C2O4+8NO2+4H2O；

③將反應后的D溶液加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得產品；

(3)①酸性高錳酸鉀有強氧化性，應盛裝在酸式滴定管中；

②滴定過程中發現褪色速率開始很慢后逐漸加快，分析可能的原因是生成的Mn2+是該反應的催化劑；

③根據2MnO4-～5H2C2O4，則n(H2C2O42H2O)=n(H2C2O4)=×n(MnO4-)=×cV×10-3mol，產品中H2C2O42H2O的質量分數為=。