Question

2．草酸（H₂C₂O₄）是一種重要的有機化工原料．為探究草酸的制取和草酸的性質，進行如下實驗．
實驗Ⅰ：實驗室用硝酸氧化淀粉水解液法制備草酸，裝置如圖所示
①一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中
②控制反應溫度55-60℃，邊攪拌邊緩慢滴加一定量的混合酸（65%的HNO₃與98%的H₂SO₄的質量比2：1.25）
③反應3小時，冷卻，抽濾后再重結晶得到草酸晶體，硝酸氧化淀粉水解液的反應為：C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
（1）如圖實驗裝置中儀器乙的名稱為：冷凝管．裝置B的作用是防C中液體倒吸進A中（安全瓶）．
（2）檢驗淀粉是否水解完全的方法：取樣，加碘水，看是否變藍，變藍則證明水解不完全，否則，水解完全．
實驗Ⅱ：探究草酸與酸性高錳酸鉀的反應
（3）向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液時，可觀察到溶液由紫紅色變?yōu)榻�乎無色，寫出上述反應的離子方程式：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（4）學習小組的同學發(fā)現(xiàn)，當向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高錳酸鉀溶液時，溶液褪色總是先慢后快．為探究其原因，同學們做了如下對比實驗；

實驗序號	H2C2O4（aq）		KMnO4（H+）（aq）		MnSO4（S） （g）	褪色時間（S）
	C（mol•L-1）	V（mL）	C（mol•L-1）	V（mL）
實驗1	0.1	2	0.01	4	0	30
實驗2	0.1	2	0.01	4	5	4

由此你認為溶液褪色總是先慢后快的原因是Mn²⁺起了催化劑的作用．
（5）草酸亞鐵在工業(yè)中有重要作用，草酸可以制備草酸亞鐵，步驟如下：
稱取FeSO₄•7H₂O 固體于小燒杯中，加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解．向此溶液中加入一定量的H₂C₂O₄溶液，將混合溶液加熱至沸，不斷攪拌，以免暴沸，待有黃色沉淀析出并沉淀后，靜置．傾出上清液，再加入少量水，并加熱，過濾，充分洗滌沉淀，過濾，用丙酮洗滌固體兩次并晾干．
①生成的草酸亞鐵需充分洗滌沉淀，檢驗是否洗滌完全的方法是取最后一次洗滌液1～2mL置于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈．
②用丙酮洗滌固體兩次的目的是降低草酸亞鐵的溶解量，同時更快洗去表面的水分．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器構造可知；反應生成的氣體與C中氫氧化鈉溶液反應，容易發(fā)生倒吸現(xiàn)象，裝置B為安全瓶，起到了防止倒吸的作用；
（2）淀粉遇碘變藍色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍色，則證明淀粉沒有完全水解，溶液若不顯色，則證明淀粉完全水解；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能夠將草酸氧化，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
（4）對比試驗1和試驗2的反應條件的區(qū)別，可以得出影響化學反應速率的因素；
（5）①判斷沉淀是否洗凈的方法：取最后一次洗滌的濾液，檢測濾液中是否存在未洗滌干凈的雜質，本題中草酸亞鐵的制備是用FeSO₄•7H₂O固體于小燒杯中加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解，因而沉淀表面可能會有稀H₂SO₄雜質，因而應該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，即該題便轉化成SO₄^2-的檢驗；
②用丙酮洗滌兩次并晾干，丙酮易揮發(fā)，草酸亞鐵不溶于丙酮，有利于干燥，減少損失．

解答 解：（1）根據(jù)儀器構造可知儀器乙為冷凝管；硝酸氧化淀粉水解液的反應為：C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O，裝置C吸收尾氣，裝置B為安全瓶，防止C中液體倒吸進A中；
故答案為：冷凝管；防C中液體倒吸進A中（安全瓶）；
（2）淀粉遇碘變藍色，方法為：取樣，加碘水，看是否變藍，變藍則證明水解不完全，否則，完全；
故答案為：取樣，加碘水，看是否變藍，變藍則證明水解不完全，否則，水解完全；
（3）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，草酸能夠被氧化，導致酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應的離子方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（4）通過兩組實驗比較知，其它條件相同，試驗2中加入硫酸錳，其反應時間短，說明反應速率快，從而證明反應生成的Mn²⁺有催化作用，加快了反應速率；
故答案為：Mn²⁺起了催化劑的作用；
（5）①本題中草酸亞鐵的制備是用FeSO₄•7H₂O固體于小燒杯中加入水和少量稀H₂SO₄溶液酸化，加熱溶解，因而沉淀表面可能會有稀H₂SO₄雜質，因而應該檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有SO₄^2-，具體操作為：取最后一次的洗滌濾液1～2 mL 于試管中，向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；
故答案為：取最后一次洗滌液1～2mL置于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl₂溶液，若無白色沉淀產生，則表明已洗滌干凈；
②丙酮易揮發(fā)，草酸亞鐵不溶于丙酮，降低草酸亞鐵的溶解量，同時更快洗去表面的水分；
故答案為：降低草酸亞鐵的溶解量，同時更快洗去表面的水分．

點評 本題考查了制備實驗方案設計，涉及化學實驗、物質的性質，題目難度中等，注意掌握探究物質性質實驗方案設計的方法，明確物質性質及實驗操作方法為解答關鍵，試題有利于提高學生的分析、理解能力及化學實驗能力．