Question

已知：乙二酸（HOOC-COOH，可簡寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，157℃時開始分解．
（1）探究草酸的酸性
25℃H₂C₂O₄   K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5；H₂CO₃K₁=4.5×10^-7，K₂=4.7×10^-11
下列化學方程式可能正確的是    ．
A．H₂C₂O₄+CO₃^2-=HCO₃^-+HC₂O₄^-B．HC₂O₄^-+CO₃^2-=HCO₃^-+C₂O₄^2-
C．2C₂O₄^2-+CO₂+H₂O=2HC₂O₄^-+CO₃^2-D．H₂C₂O₄+CO₃^2-+=C₂O₄^2-+H₂O+CO₂↑
（2）探究草酸分解產物

①實驗中觀察到B中CuSO₄粉末變藍，C中澄清石灰水變渾濁，D的作用：    ，證明有CO氣體生成的現象是：    ．
②寫出H₂C₂O₄分解的化學方程式：    ．
（3）探究催化劑對化學反應速率的影響
在甲、乙兩支試管中各加入4mL 0.0lmol/LKMnO₄酸性溶液和2mL0.1moL/L H₂C₂O₄溶液，再向乙試管中加入一粒黃豆大的MnSO₄固體，搖勻．填寫下表：

反應現象
實驗結論
試管中發生反應的離子方程式

（4）用酸性KmnO₄溶液滴定Na₂C₂O₄，求算Na₂C₂O₄的純度
實驗步驟：準確稱取2.0g Na₂C₂O₄固體，配成100mL溶液，取出20.00mL于錐形瓶中．再向瓶中加入足量稀H₂SO₄，用0.0160mol/L酸性高錳酸鉀溶液滴定，滴定至終點時消耗高錳酸鉀溶液25.00mL．
①高錳酸鉀溶液應裝在    滴定管中．（填“酸式”或“堿式”）
②滴定至終點時的實驗現象是：    ．
③Na₂C₂O₄的純度是：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）電離常數越大其酸性越強，根據強酸制取弱酸判斷；
（2）①氫氧化鈉是堿能吸收酸性氧化物；一氧化碳具有還原性，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
②根據反應物、生成物和反應條件寫出反應方程式；
（3）高錳酸鉀具有氧化性，能氧化還原性物質，硫酸錳具有催化作用，加快反應速率；
（4）①酸式滴定管能量取酸性溶液；
②滴定終點時，溶液褪色；
③根據高錳酸鉀計算草酸鈉的純度．
解答：解：（1）根據電離常數知酸性強弱順序是：H₂C₂O₄＞HC₂O₄^-＞H₂CO₃＞HCO₃^-，根據強酸制取弱酸知草酸和碳酸根離子反應生成草酸根離子和二氧化碳，草酸氫根離子和碳酸根離子反應生成碳酸氫根離子和草酸根離子，故選BD；
（2）①氫氧化鈉是強堿能吸收酸性氧化物二氧化碳，一氧化碳具有還原性，能還原黑色的氧化銅生成紅色的銅，同時自身被氧化生成二氧化碳，二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁，所以看到的現象是：F中黑色CuO變成光亮的紅色，G中澄清石灰水變渾濁，
故答案為：吸收CO₂氣體；F中黑色CuO變成光亮的紅色，G中澄清石灰水變渾濁；
②該反應中反應物是草酸，生成物是水、二氧化碳和一氧化碳，反應條件是加熱，所以該反應方程式為H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O↑，
故答案為：H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O↑；
（3）看到的現象是兩支試管中紫色KMnO₄溶液均褪色，乙試管中溶液褪色較快；
通過對比實驗知，硫酸錳是該反應的催化劑，加入催化劑能加快反應速率；
該反應中高錳酸根離子被還原生成錳離子，草酸被氧化生成二氧化碳，離子反應方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：兩支試管中紫色KMnO₄溶液均褪色，乙試管中溶液褪色較快；MnSO₄（Mn²⁺）是此反應的催化劑，加入催化劑可以使化學反應速率加快；
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（4）①高錳酸鉀溶液呈酸性，應該用酸式滴定管量取，故答案為：酸式；
 ②當入最后一滴KMnO₄，高錳酸鉀溶液過量，溶液由無色變為紫色，故答案為：滴入最后一滴KMnO₄，溶液由無色變為紫色（紫紅色）；
③設草酸鈉的質量分數為x，
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
2      5
0.0160mol/L×0.025L （ ）mol
x=×100%=33.5%，
答：草酸鈉的質量分數為33.5%．
點評：本題考查弱電解質的電離、探究物質的組成及含量的測定等知識點，計算量較大，會根據實驗現象確定物質的組成，難度中等．