Question

【題目】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，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生．該反應(yīng)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；①說明乙二酸具有______（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）；②請(qǐng)配平該反應(yīng)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，按如圖所示裝置進(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中CuO粉末變紅。據(jù)此回答：

①上述裝置中，D的作用是_________，

②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（H2C2O42H2O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)后溶液呈酸性，其原因是_______（用文字簡(jiǎn)單表述），該溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)椋?/span>_______（用離子符號(hào)表示）．

Answer 1

【答案】HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O 還原性 2 5 6 2 10 8 除去混合氣體中的CO2 H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑ 反應(yīng)所得溶液為NaHC2O4溶液，由于HC2O4﹣的電離程度比水解程度大，導(dǎo)致溶液中c（H+）＞c（OH﹣），所以溶液呈酸性 Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O42-＞OH﹣

【解析】

（1）強(qiáng)酸制弱酸原理；

（2）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，草酸具有還原性，能被酸性高錳酸鉀氧化；根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式；

（3）H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑，B裝置驗(yàn)證產(chǎn)物水，C裝置驗(yàn)證產(chǎn)物CO2，D裝置除掉CO2，E裝置除掉水蒸氣，F(xiàn)、G裝置驗(yàn)證產(chǎn)物CO，據(jù)此分析。

（4）通過計(jì)算反應(yīng)后溶液為NaHC2O4溶液，根據(jù)反應(yīng)后溶液呈酸性，可知HC2O4- 的電離程度比水解程度大，由此確定溶液中各離子濃度到大小。

（1）乙二酸中含有羧基，具有酸性，酸性比碳酸強(qiáng)，與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳和乙酸鈉，該反應(yīng)的離子方程式為：HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O；

答案：HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O；

（2）酸性KMnO 4 溶液具有強(qiáng)氧化性，向盛有少量乙二酸飽和溶液的試管中滴入用硫酸酸化的KMnO 4溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去，說明乙二酸被酸性高錳酸鉀氧化，具有還原性；根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則：得失電子守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒配平該反應(yīng)的離子方程式：2MnO 4 - +5 H2C2O4 +6H + =2Mn 2+ +10CO 2 ↑+8H2O；

答案：還原性 2 5 6 2 10 8

（3）加熱乙二酸，反應(yīng)物通入B，使CuSO 4 粉末變藍(lán)，說明有水生成，裝置C中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳生成；裝置D中二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)除去混合氣體中的二氧化碳，F中CuO粉末變紅、G中澄清石灰水變渾濁說明有一氧化碳生成，所以乙二酸的分解產(chǎn)物為CO、CO 2 、H2O；

答案：除去混合氣體中的CO2； H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑；

（4）①2.52g草酸晶體的物質(zhì)的量= =0.02mol，100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量=100mL×10 -3 L/mL×0.2mol/L=0.02mol；所以反應(yīng)生成NaHC2O4 ，所得溶液為NaHC2O4溶液，由于HC2O4 - 的電離程度比水解程度大，導(dǎo)致溶液中c（H + ）＞c（OH - ），所以溶液呈酸性；

②兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC2O4，溶液顯酸性，說明HC2O4 - 的電離程度比水解程度大，而溶液中還存在著水的電離，故H+＞C2O42-，由于離子的電離程度較小，則有HC2O4-＞H+，離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O42-＞OH﹣；

答案：反應(yīng)所得溶液為NaHC2O4溶液，由于HC2O4﹣的電離程度比水解程度大，導(dǎo)致溶液中c（H+）＞c（OH﹣），所以溶液呈酸性 Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O42-＞OH﹣