Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料了解到以下內(nèi)容：
乙二酸（HOOC-COOH，可簡(jiǎn)寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸（為弱電解質(zhì)），且酸性強(qiáng)于碳酸，其熔點(diǎn)為101.5℃，在157℃升華．為探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到現(xiàn)象為

 

．
（2）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸具有

 

（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）；
（3）將一定量的乙二酸放于試管中，按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置未標(biāo)出）：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍(lán)，F(xiàn)中CuO粉末變紅．據(jù)此回答：
上述裝置中，D的作用是

 

．
乙二酸分解的化學(xué)方程式為

 

．
（4）該小組同學(xué)將2.52g草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)后X溶液呈酸性，其原因是

 

；（用文字簡(jiǎn)單表述）
則X溶液HC₂O₄^-、C₂O₄^2-的離子濃度由大到小的順序?yàn)椋?div id="y2aooes" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

；
（5）．某同學(xué)在用稀草酸溶液與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率．為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)．將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間．

實(shí)驗(yàn) 混合溶液	A	B	C	D	E	F
等濃度的稀草酸溶液/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
飽和CuSO4溶液/mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O/mL	V7	V8	V9	V10	10	0

請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V₆=

 

，V₈=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),探究溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）由于題中草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸，所以比碳酸強(qiáng)，故向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w；
（2）把MnO₄^-還原為Mn²⁺，顯然說明草酸具有還原性；
（3）乙二酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測(cè)B中CuSO₄固體檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無(wú)CO生成；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；雖然NaHC₂O₄溶液顯酸性，但HC₂O₄^-的電離很微弱，可得離子濃度間的大小關(guān)系；
（5）要對(duì)比試驗(yàn)效果，那么除了反應(yīng)的物質(zhì)的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應(yīng)的總體積也應(yīng)該相同．A組中硫酸為30ml，那么其它組硫酸量也都為30ml．而硫酸銅溶液和水的總量應(yīng)相同，F(xiàn)組中硫酸銅20ml，水為0，那么總量為20ml，所以V₆=10ml，V₈=19.5ml
．

解答： 解：（1）由于題中草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸，所以比碳酸強(qiáng)，故向盛有1mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，故答案為：有無(wú)色氣泡產(chǎn)生；
（2）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明具有氧化性的高錳酸鉀被還原，說明草酸具有還原性，把MnO₄^-還原為Mn²⁺，故答案為：還原性；
（3）根據(jù)題意知乙二酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測(cè)B中CuSO₄固體檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無(wú)CO生成，故答案為：除去混合氣體中的CO₂；H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO↑+CO₂↑；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；由于離子的電離程度較小，則有c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）；
故答案為：反應(yīng)生成NaHC₂O₄，HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度導(dǎo)致溶液中c（H⁺）＞c（OH^-），所以溶液呈酸性；c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-）
（5）（5）要對(duì)比試驗(yàn)效果，那么除了反應(yīng)的物質(zhì)的量不一樣以外，要保證其它條件相同，而且是探究硫酸銅量的影響，那么每組硫酸的量要保持相同，六組反應(yīng)的總體積也應(yīng)該相同．A組中硫酸為30ml，那么其它組硫酸量也都為30ml．而硫酸銅溶液和水的總量應(yīng)相同，F(xiàn)組中硫酸銅20ml，水為0，那么總量為20ml，所以V₆=10ml，V₈=19.5ml，故答案為：10；19.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查已二酸的分解以及溶液離子濃度的大小比較，題目較為綜合且具有一定難度，做題時(shí)注意抓住反應(yīng)的現(xiàn)象，以此推斷物質(zhì)可能具有的性質(zhì)，本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于第（5）小題，首先V₆、V₈的求得要注意分析表中數(shù)據(jù)．