Question

【題目】草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無(wú)色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華，170℃以上分解。常溫下它的電離常數(shù)K1=5.4×10－2，K2=5.4×10－5�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）查閱資料知：草酸晶體175℃分解成CO2、CO、H2O，請(qǐng)寫(xiě)出草酸晶體分解的化學(xué)反應(yīng)方程式：_____。

（2）請(qǐng)用下列的裝置（圖中加熱裝置已略去）分解草酸晶體以制備少量CO氣體，最佳的連接順序?yàn)椋?/span>________。（填字母序號(hào)）

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸為弱酸的方案及其現(xiàn)象均正確的有_____________（填序號(hào)）。

A.室溫下，測(cè)0.1mol/L的H2C2O4溶液與H2SO4溶液的pH，硫酸溶液的pH比草酸的小；

B.室溫下，取pH=3的H2C2O4溶液稀釋100倍后，測(cè)其pH<5；

C．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H2C2O4溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H2體積為224mL。

（4）現(xiàn)需要配制900mL1mol/L的草酸溶液。

①需要的儀器有托盤(pán)天平（帶砝碼）、鑰匙、燒杯、量筒、膠頭滴管、_________、__________（填儀器名稱）。

②下列操作會(huì)使所配溶液濃度偏低的是__________。（填字母）

A．稱量時(shí)用了生銹的砝碼

B．容量瓶未干燥即用來(lái)配制溶液

C．H2C2O4·2H2O晶體失去了部分結(jié)晶水

D．定容時(shí)，仰視刻度線

E．定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻，靜置后，液面不到刻度線，再加水至刻度線

（5）用草酸滴定KMnO4溶液的方法可測(cè)定KMnO4粗品的純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

①滴定過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________。

②量取KMnO4樣品溶液應(yīng)選用__________（填“酸式”或“堿式”）滴定管；若量取KMnO4樣品溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后未潤(rùn)洗，則最終的測(cè)定結(jié)果將________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

③現(xiàn)取KMnO4粗品10g，配成100mL溶液，取25.0 mL用（4）中配制的草酸溶液滴定，并進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，所用的草酸溶液的體積分別為23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，請(qǐng)問(wèn)KMnO4粗品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。（已知：KMnO4的摩爾質(zhì)量為158g/mol）

Answer 1

【答案】H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑A-F-G-EAB玻璃棒1000mL容量瓶DE2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O酸式偏小50.56%

【解析】

(1)草酸晶體的受熱分解生成CO、CO2、水，根據(jù)得失電子守恒配平方程式；（2）給試管里的晶體加熱時(shí)，為防止反應(yīng)生成的水或所含結(jié)晶水在管口液化后倒流引起試管破裂，要求試管口要向下傾斜；為制備分解產(chǎn)物中的CO，先要排除已證明生成的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，可用F裝置吸收CO2氣體，并利用G裝置證明CO2已經(jīng)除盡，最后用排水法收集CO；（3）證明草酸為弱酸需要證明溶液中存在電離平衡，弱酸形成的強(qiáng)堿弱酸鹽是否水解或者與等濃度的強(qiáng)酸酸性強(qiáng)弱比較分析；(4) ①配制步驟有計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，用托盤(pán)天平稱取草酸，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，冷卻后轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌燒杯與玻璃棒2~3次，并移入容量瓶?jī)?nèi)，當(dāng)加水至液面距離刻度線1~2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，蓋好瓶塞，反復(fù)顛倒搖勻；②根據(jù) 分析誤差；（5）①用草酸滴定KMnO4溶液，高錳酸根離子被還原為錳離子、草酸被氧化為二氧化碳；②KMnO4具有氧化性，能腐蝕橡膠； 根據(jù)c（待測(cè)）=分析誤差；③3次平行實(shí)驗(yàn)，所用的草酸溶液的體積分別為23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，第一次實(shí)驗(yàn)消耗草酸溶液的體積偏離正常誤差，根據(jù)第二次、第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)消耗草酸溶液的平均體積是20.00 mL，根據(jù)2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O計(jì)算高錳酸鉀的純度。

(1)草酸晶體的受熱分解生成CO、CO2、水，根據(jù)得失電子守恒，CO、CO2的比為1:1，方程式是H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑；（2）給試管里的晶體加熱時(shí)，為防止反應(yīng)生成的水或所含結(jié)晶水在管口液化后倒流引起試管破裂，要求試管口要向下傾斜；為制備分解產(chǎn)物中的CO，先要排除已證明生成的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，可用F裝置吸收CO2氣體，并利用G裝置證明CO2已經(jīng)除盡，最后用排水法收集CO，所以最佳的連接順序?yàn)锳-F-G-E；（3）A．室溫下，測(cè)0.1mol/L的H2C2O4溶液與H2SO4溶液的pH，硫酸溶液的pH比草酸的小，說(shuō)明草酸溶液中存在電離平衡，證明草酸是弱酸，故A正確； B．室溫下，取pH=3的H2C2O4溶液稀釋100倍后，測(cè)其pH＜5，說(shuō)明稀釋促進(jìn)電離，溶液中存在電離平衡，為弱酸，故B正確；C．標(biāo)況下，取0.10mol/L的H2C2O4溶液100mL與足量鋅粉反應(yīng)，收集到H2體積為224mL，強(qiáng)酸和弱酸都符合，和強(qiáng)酸弱酸無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；(4) ①配制步驟有計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，用托盤(pán)天平稱取草酸，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，冷卻后轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌燒杯與玻璃棒2~3次，并移入容量瓶?jī)?nèi)，當(dāng)加水至液面距離刻度線1~2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，蓋好瓶塞，反復(fù)顛倒搖勻；所以需要的儀器有托盤(pán)天平（帶砝碼）、鑰匙、燒杯、量筒、膠頭滴管、1000mL容量瓶。 ②A．稱量時(shí)用了生銹的砝碼，草酸物質(zhì)的量偏大，會(huì)使所配溶液濃度偏高，故不選A； B．容量瓶未干燥即用來(lái)配制溶液，無(wú)影響，故不選B； C．H2C2O4·2H2O晶體失去了部分結(jié)晶水，草酸物質(zhì)的量偏大，會(huì)使所配溶液濃度偏高，故不選C； D．定容時(shí)，仰視刻度線，溶液體積偏大，會(huì)使所配溶液濃度偏低，故選D； E．定容后塞上瓶塞反復(fù)搖勻，靜置后，液面不到刻度線，再加水至刻度線，溶液體積偏大，使所配溶液濃度偏低，故選E。（5）①用草酸滴定KMnO4溶液，高錳酸根離子被還原為錳離子、草酸被氧化為二氧化碳，反應(yīng)離子方程式是2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O；②KMnO4具有氧化性，能腐蝕橡膠，所以量取KMnO4樣品溶液應(yīng)選用酸式滴定管；若量取KMnO4樣品溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后未潤(rùn)洗，造成高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏小，消耗草酸的的體積偏小， 根據(jù)c（待測(cè)）=，最終的測(cè)定結(jié)果將偏小；③3次平行實(shí)驗(yàn)，所用的草酸溶液的體積分別為23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，第一次實(shí)驗(yàn)消耗草酸溶液的體積偏離正常誤差，根據(jù)第二次、第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)消耗草酸溶液的平均體積是20.00 mL，設(shè)高錳酸鉀的純度為x%，

2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O

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1mol/L 0.02L

X%=50.56%