Question

某實驗小組為研究草酸的制取和草酸的性質(zhì)，進(jìn)行如下 實驗．
實驗I：制備草酸
實驗室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸的裝置如圖1所示（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去） 實驗過程如下：

①將一定量的淀粉水解液加人三頸瓶中
②控制反應(yīng)液溫度在55?60℃條件下，邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸 （65%HNO₃與98%H₂S0₄的質(zhì)量比為2：1.5）溶液
③反應(yīng)3h左右，冷卻，抽濾后再重結(jié)晶得草酸晶體．
硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng)：
C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO↑+3NO↑+9H₂O
C₆H₁₂O₆+8HNO₃→6CO₂+8NO↑+4H₂O
3H₂C₂O₄+2HNO₃→6CO₂+2NO↑+4H₂O
（1）檢驗淀粉是否水解完全所需用的試劑為

 

（2）實驗中若混酸滴加過快，將導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降，其原因是

 

實驗II：草酸晶體中結(jié)晶水測定
草酸晶體的化學(xué)式可表示為H₂C₂O₄?xH₂O，為測定x的值，進(jìn)行下列實驗：
①稱取6.3g某草酸晶體配成100．OmL的水溶液，
②取25．OOmL所配溶液置于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄，用濃度為0.5mol/L的KMnO₄溶液滴定，滴定終點時消耗KMnO₄ 的體積為1O．OOmL．回答下列問題_：
（3）寫出上述反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）計算x=

 

．
（5）滴定時，常發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率開始很慢，后來逐漸加快，可能的原因是

 

．
實驗III：草酸不穩(wěn)定性
查閱資料：草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂0），100℃開始失水，100.5℃左右分解產(chǎn)生H₂O CO和C0₂．請用如圖2中提供的儀器及試劑，設(shè)計一個實驗，證明草酸晶體分解得到的混合氣 中有H₂O CO和CO₂，（加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去，部分裝置可重復(fù)使用）．
回答下列問題：
（6）儀器裝置按連接順序為

 

（7）儀器B中無水硫酸銅的作用

 

能證明混合氣中含有CO的實驗依據(jù)是

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）碘水遇到淀粉會變藍(lán)，如果溶液中無淀粉，加入碘水沒有變化；
（2）濃硫酸溶于水放熱；草酸具有還原性，硝酸能進(jìn)一步氧化C₆H₁₂O₆和H₂C₂O₄；
（3）高錳酸鉀具有氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，據(jù)此書寫離子方程式；
（4）根據(jù)反應(yīng)的原理尋找關(guān)系式，計算x的值；
（5）根據(jù)濃度、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響分析；檢驗H₂O、CO和CO₂氣體，首先應(yīng)該用無水硫酸銅遇（6）水蒸氣變藍(lán)，再利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳檢驗還原性，能還原黑色的氧化銅，生成的二氧化碳用澄清的石灰水檢驗，據(jù)此根據(jù)水蒸氣、二氧化碳和一氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行排序；
（7）用無水硫酸銅遇水蒸氣變藍(lán)，再利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳檢驗還原性，能還原黑色的氧化銅，生成的二氧化碳用澄清的石灰水檢驗．

解答： 解：（1）淀粉遇碘變藍(lán)色，在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液，溶液顯藍(lán)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，
故答案為：碘水；
（2）混酸為65%HNO₃與98%H₂SO₄的混合液，混合液溶于水放熱，溫度高能加快化學(xué)反應(yīng)，硝酸能進(jìn)一步氧化H₂C₂O₄成二氧化碳，
故答案為：溫度過高，硝酸濃度過大，導(dǎo)致C₆H₁₂O₆、H₂C₂O₄進(jìn)一步被氧化；
（3）酸鉀具有氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（4）根據(jù)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，得到關(guān)系式：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄?H₂O，設(shè)草酸晶體的物質(zhì)的量是y，
        2MnO₄^-～5H₂C₂O₄?xH₂O
          2          5
0.5mol/L×0.01L×4    y
則晶體的物質(zhì)的量是y=

5×0.5mol/L×0.01L×4

2

=0.05mol，即

6.3g

9+18x

=0.05，解得x=2，
故答案為：2；
（5）隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，因此不是濃度，催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)為Mn²⁺對該反應(yīng)起催化作用，故答案為：Mn²⁺對該反應(yīng)起催化作用；
（6）為證明草酸的受熱分解產(chǎn)物中含有H₂O、CO₂和CO，先首先將混合氣體通入無水硫酸銅檢驗水蒸氣，如果變藍(lán)說明有水蒸氣產(chǎn)生，再通入澄清的石灰水檢驗二氧化碳，如果澄清的石灰水變渾濁，則證明含有二氧化碳?xì)怏w，再用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，再通入澄清的石灰水檢驗二氧化碳是否被除盡，然后再將洗氣后的氣體進(jìn)行干燥，最后將氣體再通過黑色的氧化銅裝置，一氧化碳和黑色的氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，再用澄清的石灰水檢驗二氧化碳是否存在，如果澄清石灰水變渾濁，則證明該混合氣體中含有一氧化碳，故答案為：CBFEDAF；
（7）用無水硫酸銅遇水蒸氣變藍(lán)，再利用二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳檢驗還原性，能還原黑色的氧化銅，生成的二氧化碳用澄清的石灰水檢驗，
故答案為：檢驗產(chǎn)物中的水；A中黑色粉末變紅，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁．

點評：本題考查物質(zhì)組成的測定、對實驗原理的理解氧化還原滴定、實驗數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果的處理能力等，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合考查，需要學(xué)生具有知識的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．