Question

乙二酸俗名草酸，下面是甲、乙兩個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對(duì)草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）和草酸（H₂C₂O₄）分別進(jìn)行的探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程，請(qǐng)你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)．
（1）甲組同學(xué)的研究課題是：探究測(cè)定草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）中x值．通過(guò)查閱資料該小組同學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺    2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
甲組的同學(xué)設(shè)計(jì)了滴定的方法測(cè)定x值．
①稱取1.260g純草酸晶體，將其酸制成100.00mL水溶液為待測(cè)液．
②取25.00mL待測(cè)液放入錐形瓶中，再加入適的稀H₂SO₄
③用濃度為0.1000mol/L的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗10.00mL；
（1）滴定時(shí)，將KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液裝在如圖中的

 

（填“甲”或“乙”）滴定管中．
（2）本實(shí)驗(yàn)滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志可以是

 

．
（3）通過(guò)上述數(shù)據(jù)，求得x=

 

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討論：
①若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管刻度，則由此測(cè)得的x值會(huì)

 

（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）．
②若滴定時(shí)所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則由此測(cè)得的x值會(huì)

 

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（2）乙組同學(xué)的研究課題是：探究草酸（H₂C₂O₄）受熱分解的產(chǎn)物．通過(guò)查閱資料該小組同學(xué)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢得，草酸易溶于水，在175℃以上開始分解．他們猜想分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物．
乙組的同學(xué)利用下圖裝置進(jìn)行“猜想”的實(shí)驗(yàn)探究．已知：A、C、F中盛裝澄清石灰水，B中盛裝濃NaOH溶液，D中裝有堿石灰，E中裝有CuO．

（1）證明分解產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是

 

；證明分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是

 

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（2）討論：小李同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸強(qiáng)，在受熱分解過(guò)程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物．小李通過(guò)進(jìn)一步研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)中CO₂的檢驗(yàn)提出質(zhì)疑．試根據(jù)相關(guān)信息，指出原設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并提出實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施．

 

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Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,中和滴定

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：甲：（1）KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠管；
（2）可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點(diǎn)；
（3）由題給化學(xué)方程式及數(shù)據(jù)計(jì)算出1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質(zhì)的量，然后求出1.260g 純草酸晶體中含H₂O的物質(zhì)的量，根據(jù)H₂O的物質(zhì)的量和純草酸晶體的物質(zhì)的量的關(guān)系求出x；
若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管讀數(shù)，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大；
若滴定時(shí)所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏�。�
乙：（1）草酸分解得到的產(chǎn)物可能為：H₂O、CO和CO₂，要檢驗(yàn)氣體組成，即要檢驗(yàn)二氧化碳和一氧化碳，由各裝置內(nèi)試劑可知，A裝置是檢驗(yàn)二氧化碳，B是除去二氧化碳，C是檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡，D是干燥氣體，E是檢驗(yàn)是否有一氧化碳存在，F(xiàn)檢驗(yàn)氧化銅和氣體反應(yīng)是否生成二氧化碳，G用來(lái)收集沒(méi)反應(yīng)的一氧化碳；
（2）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾，因而在裝置A之前可增加一個(gè)裝有水的洗氣裝置．

解答： 解：甲：（1）因?yàn)镵MnO₄具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠管，故應(yīng)用酸式滴定管盛裝，故答案為：甲；
（2）可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點(diǎn)時(shí)，再滴加KMnO₄溶液時(shí)，溶液將由無(wú)色變?yōu)樽仙��?br />故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達(dá)滴定終點(diǎn)；
（3）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄ +6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
      2                   5     
   0.1000mol/L×0.01L     0.0025mol
25.00mL待測(cè)液中含有0.0025molH₂C₂O₄，100.00mL待測(cè)液中含有0.01molH₂C₂O₄，0.01molH₂C₂O₄的質(zhì)量為0.01mol×90g/mol=0.9g，
所以1.260g純草酸晶體中水的質(zhì)量為1.260g-0.9g=0.36g，其物質(zhì)的量為0.02mol，則x=2，
若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管讀數(shù)，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大；
若滴定時(shí)所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏�。�
故答案為：2；偏大；偏�。�
乙：（1）二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故裝置A中澄清石灰水變渾濁說(shuō)明有二氧化碳生成，再用裝置B除去二氧化碳，用裝置C檢驗(yàn)二氧化碳是否除凈；
一氧化碳具有還原性，可把氧化銅還原成銅，同時(shí)生成二氧化碳，故現(xiàn)象為黑色變?yōu)榧t色，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁，
故答案為：裝置A中澄清石灰水變渾濁；裝置E中黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，且裝置F中澄清石灰水變渾濁；
（2）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾，因而在裝置A之前可增加一個(gè)裝有水的洗氣裝置，
故答案為：在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾；因而在裝置A之前可增加一個(gè)裝有水的洗氣裝置．

點(diǎn)評(píng)：本題考查草酸結(jié)晶水的測(cè)定及草酸分解產(chǎn)物的檢驗(yàn)，題目較為綜合且具有一定難度，做題時(shí)注意反應(yīng)原理及裝置圖中所給的物質(zhì)所起作用及題給信息．