Question

3．某研究小組欲檢驗草酸晶體樣品分解產物，并測定樣品中草酸晶體的質量分數(shù)（假設雜質不參與反應）．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的部分理化性質見下表：

熔   點	沸   點	熱 穩(wěn) 定 性	與 堿 反 應
101℃～102℃	150℃～160℃ 升華	100.1℃分解出水，175℃分解成CO2、CO、H2O	與 Ca（OH）2反應產生白色沉淀（CaC2O4）

（1）圖1是加熱裝置．最適宜的加熱分解草酸晶體裝置是c．

（2）圖2是驗證熱分解產物中含 CO、CO₂的裝置．
①裝置A的主要作用是除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗產生干擾．
②氣囊的作用是收集未反應的一氧化碳，防止空氣污染．
③證明存在CO₂的現(xiàn)象是B裝置內的澄清石灰水變渾濁，B中反應的化學方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
④證明存在CO的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體變紅．
（3）為測定樣品中草酸晶體的質量分數(shù)，設計如下方案：稱取一定量樣品，用上述裝置進行實驗，稱量裝置D反應前后的質量差．由此計算出的實驗結果比實際值偏低，排除儀器和操作因素，其可能原因：一氧化碳沒有全部與氧化銅反應．（寫一條即可）
（4）稱取17.5g草酸晶體樣品配制50.00g溶液，加適量的稀硫酸，然后滴加KMnO₄溶液（含KMnO₄7.9克）恰好反應完全．（已知：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O）
請計算樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質量分數(shù)．（寫出計算過程）
[有關物質的相對分子質量：M_r（H₂C₂O₄）=90，Mr（H₂C₂O₄•2H₂O）=126，M_r（KMnO₄）=158]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)草酸晶體的熔點較低，受熱容易熔化進行解答；
（2）①根據(jù)除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗產生干擾進行解答；
②根據(jù)一氧化碳有毒，污染空氣解答；
③根據(jù)二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁進行解答；
④根據(jù)一氧化碳的還原性可以進行相關方面的判斷；
（3）一氧化碳部分反應，生成的銅重新被氧化等因素都能夠導致計算出的實驗結果比實際值偏低；
（4）根據(jù)高錳酸鉀的質量求出樣品中草酸的質量，進而求出晶體的質量以及樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質量分數(shù)即可．

解答 解：（1）草酸的熔點較低，受熱容易熔化，用c裝置加熱草酸時不容易下流，適宜用來加熱草酸；
（2）①A的作用是除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗產生干擾；
②因為一氧化碳有毒，污染空氣，氣囊的作用是收集未反應的一氧化碳，防止空氣污染；
③二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，證明存在CO₂的現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁，二氧化碳和石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
④證明存在CO的現(xiàn)象是：D中黑色固體變成紅色．
（3）一氧化碳部分反應，生成的銅重新被氧化等因素都能夠導致計算出的實驗結果比實際值偏低；
（4）設草酸晶體的質量為x．
由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，
5H₂C₂O₄•2H₂O→5H₂C₂O₄→2KMnO₄
    630                  316
     x                   7.9g
$\frac{630}{x}=\frac{316}{7.9g}$
x=15.75g
樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質量分數(shù)=$\frac{15.75g}{17.5g}×100%$=90%
答：樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質量分數(shù)為90%．
故答案為：
（1）c；
（2）①除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗產生干擾；
②收集未反應的一氧化碳，防止空氣污染；
③B裝置內的澄清石灰水變渾濁；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；                  
④D裝置中黑色固體變紅；
（3）一氧化碳沒有全部與氧化銅反應；
（4）90%．

點評 本題涉及化學方程式的書寫、實驗現(xiàn)象的判斷、根據(jù)化學方程式進行計算等方面的知識，是典型的綜合題．