Question

某�；瘜W研究性學習小組查閱資料了解到以下內容：
乙二酸(HOOC-COOH，可簡寫為H₂C₂O₄)俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強酸(為弱電解質)，且酸性強于碳酸，其熔點為101.5℃，在157℃升華。為探究草酸的部分化學性質，進行了如下實驗：
(1)向盛有1 mL飽和NaHCO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生。該反應的離子方程式為__________________________________________。
(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”)，請配平該反應的離子方程式：
____ MnO₄^– + ____ H₂C₂O₄ + _____ H⁺ =" _____" Mn²⁺ + _____ CO₂↑ + _____ H₂O
(3)將一定量的乙二酸放于試管中，按下圖所示裝置進行實驗(夾持裝置未標出)：

實驗發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍，F(xiàn)中CuO粉末變紅。據(jù)此回答：
上述裝置中，D的作用是__________________。
乙二酸分解的化學方程式為_____________________________________。
(4)該小組同學將2.52 g草酸晶體(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反應，測得反應后溶液呈酸性，其原因是__________________。(用文字簡單表述)
(5)以上溶液中各離子的濃度由大到小的順序為：_____________________________；（用離子符號表示）

Answer 1

(1)HCO₃^– + H₂C₂O₄ = HC₂O₄^–+ CO₂↑+ H₂O(2分)
(2) 還原性(2分)   2  5  6  2  10  8（2分)
(3)  除去混合氣體中的CO₂(2分)  H₂C₂O₄H₂O+CO↑+CO₂↑  (2分)
(4)反應所得溶液為NaHC₂O₄溶液，由于HC₂O₄^–的電離程度比水解程度大，導致溶液中c(H⁺) > c(OH^–)，所以溶液呈酸性(2分)
(5)Na⁺>HC₂O₄^->H⁺> C₂O₄^2->OH^-(3分)

解析（1）題中強調足量的草酸，故反應后草酸轉化為HC₂O₄^－，且酸性強于碳酸，
反應的離子方程式為HCO₃^－+H₂C₂O₄=HC₂O₄^－+CO₂↑+H₂O，故答案為：HCO₃^－+H₂C₂O₄=HC₂O₄^－+CO₂↑+H₂O；
（2）①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Mn^2＋，故答案為：還原性；
②反應中根據(jù)氧化劑得失電子守恒可知氧化劑和還原劑物質的量之間的關系為：2MnO₄^－～5H₂C₂O₄，在根據(jù)電荷守恒和質量守恒可寫出反應方程式為：2MnO₄^－+5H₂C₂O₄+6H^＋=2Mn^2＋+10CO₂↑+8H₂O，故答案為：2；5；6；2；10；8；
（3）①乙二酸分解的化學方程式為H₂C₂O₄. H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質的性質可推測B中CuSO₄固體檢驗草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實驗現(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CO生成，故答案為：除去混合氣體中的CO₂；
②根據(jù)題意知草酸分解生成一氧化碳、二氧化碳和水，反應方程式為H₂C₂O₄. H₂O+CO↑+CO₂↑
故答案為H₂C₂O₄. H₂O+CO↑+CO₂↑
（4）兩者正好1：1反應生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^－的電離程度大于其水解程度，而溶液中還存在著水的電離，故H^＋＞C₂O₄^2－，由于離子的電離程度較小，則有HC₂O₄^－＞H^＋，故正確順序為Na^＋＞HC₂O₄^－＞H^＋＞C₂O₄^2－＞OH^－，
故答案為：反應所得溶液為NaHC₂O₄溶液，由于HC₂O₄^－的電離程度比水解程度大，導致溶液中c（H^＋）＞c（OH^－），所以溶液呈酸性；Na^＋＞HC₂O₄^－＞H^＋＞C₂O₄^2－＞OH^－．