Question

【題目】草酸(H2C2O4)是一種重要的有機(jī)化工原料.為探究草酸的性質(zhì),某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組查閱了有關(guān)資料,有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	性質(zhì)
H2C2O4	189.5	有毒,具有腐蝕性,易溶于水,二元弱酸,比醋酸酸性強(qiáng),100℃開(kāi)始升華,157℃時(shí)開(kāi)始分解.草酸與濃硫酸混合加熱產(chǎn)生CO2,CO和H2O.草酸鈣和草酸氫鈣均為白色難溶物

[實(shí)驗(yàn)一]根據(jù)下圖提供的儀器和試劑(可重復(fù)使用)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明草酸與濃硫酸混合加熱產(chǎn)物中含有CO2和CO(部分夾持儀器和加熱裝置省略)。

(1)儀器接口依次連接的合理順序?yàn)?/span>a→____________________________.

(2)用上圖提供的儀器和試劑做實(shí)驗(yàn)時(shí),首次使用的裝置B中出現(xiàn)白色渾濁,并不能說(shuō)明草酸受熱分解產(chǎn)物中一定有CO2,請(qǐng)你提出改進(jìn)意見(jiàn)：__________________.

(3)利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),要先加熱______裝置(填裝置標(biāo)號(hào),下同)后加熱______裝置.

[實(shí)驗(yàn)二]利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來(lái)探究“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”.

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí),先分別量取兩種溶液,然后倒入試管中,迅速振蕩混勻并開(kāi)始計(jì)時(shí),通過(guò)測(cè)定溶液褪色所需的時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢.該小組設(shè)計(jì)了如下的方案：

編號(hào)	H2C2O4溶液		酸性KMnO4溶液		溫度/℃
	濃度/ mol·L－1	體積/mL	濃度/ mol·L－1	體積/mL
1	0.10	2.0	0.010	4.0	25
2	0.20	2.0	0.010	4.0	25
3	0.20	2.0	0.010	4.0	50

①已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4,為了觀察到紫色褪去,H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)/n(KMnO4) ≥__________.

②探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是__________,探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是__________.

③已知50℃時(shí)c(MnO)－t(反應(yīng)時(shí)間)的變化曲線如圖.若保持其他條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D中畫出25℃時(shí)c(MnO)－t的變化曲線示意圖并注明溫度.

Answer 1

【答案】 b→c→f→g→b→c→d→e→h→i→b→c 在裝置A與首次使用的裝置B之間，添加一個(gè)氣體能長(zhǎng)進(jìn)短出的盛放在冰水中的試管 A E 2.5(或) 2和3　1和2

【解析】(1)為證明草酸的受熱分解產(chǎn)物中含有CO2和CO，先將混合氣體通入澄清的石灰水檢驗(yàn)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，再將洗氣后的氣體進(jìn)行干燥，然后將氣體再通過(guò)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(yàn)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，注意洗氣裝置、干燥裝置中的導(dǎo)氣管應(yīng)該是“長(zhǎng)進(jìn)，短出”,儀器接口依次連接的合理順序?yàn)?/span>a→b→c→f→g→b→c→d→e→h→i→b→c。

(2)根據(jù)表格，草酸100℃開(kāi)始升華，且草酸具有酸性，和氫氧化鈣反應(yīng)生成的草酸鈣不溶于水，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)也生成碳酸鈣沉淀，所以制取的氣體中含有草酸蒸氣而干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，要檢驗(yàn)二氧化碳首先要除去草酸蒸氣，所以在裝置A與首次使用的裝置B之間，添加一個(gè)氣體能長(zhǎng)進(jìn)短出的盛放在冰水中的試管，除去草酸；（3）一氧化碳和氧氣反應(yīng)在一定范圍內(nèi)易產(chǎn)生爆炸，為防止產(chǎn)生安全事故發(fā)生，應(yīng)先制取氣體，用生成的氣體驅(qū)趕裝置中的氧氣，所以應(yīng)先加熱A后加熱E；（4）①根據(jù)反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4，利用化合價(jià)升降相等寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑；H2C2O4中碳元素的化合價(jià)為+3價(jià)，變成二氧化碳后化合價(jià)總共升高了2（4-3）價(jià)，所以每消耗1mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子；為了觀察到紫色褪去，高錳酸鉀的物質(zhì)的量應(yīng)該少量，即c（H2C2O4）：c（KMnO4）≥5/2=2.5；②探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響，必須滿足除了溫度不同，其他條件完全相同，所以滿足此條件的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是：②和③；探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響，除了濃度不同，其他條件完全相同的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是①和②；③25℃時(shí)反應(yīng)速率小于50℃時(shí)，所以高錳酸根離子的濃度變化比50℃時(shí)小，反應(yīng)需要的時(shí)間大于50℃條件下需要的時(shí)間，據(jù)此畫出25℃時(shí)c（MnO4－）～t的變化曲線示意圖為：。