Question

14．乙二酸通常以二水合物的形式存在（H₂C₂O₄•2H₂0），俗稱草酸晶體．已知草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，繼續(xù)升溫會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)．

（1）下列關(guān)于乙二酸的敘述正確的是①②③．（填序號(hào)）
①能和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)
②其溶液能使藍(lán)色石蕊試紙變紅
③能和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成氣體
（2）欲檢驗(yàn)草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物中是否有 CO₂，
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖1：
圖2A裝置最好應(yīng)該選擇下列裝置圖3中的b（填序號(hào)）
②簡(jiǎn)述檢驗(yàn)整套裝置氣密性的操作方法：裝置氣密性檢驗(yàn)，先密閉裝置，最后的導(dǎo)氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導(dǎo)氣管會(huì)有水柱上升，證明裝置氣密性完好．
③若無(wú)如圖2B裝置，當(dāng)c裝置中出現(xiàn)渾濁不能（填“能”或“不能”）證明草酸分解生成了CO₂，
理由是_草酸和氫氧化鈣也反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀．
（3）若上述裝置C中盛放Ba（OH）₂ 溶液，導(dǎo)氣管與D裝置中的a相連，通過(guò)測(cè)定C中生成沉淀的質(zhì)量，裝置D中硬質(zhì)玻璃管減少的質(zhì)量，即可確定草酸分解的化學(xué)方程式H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+3H₂O+CO↑．
①C中盛放Ba（OH）₂ 溶液，而不使用澄清石灰水的原因是_Ba（OH）₂ 溶解度大于氫氧化鈣可充分吸收二氧化碳，碳酸鋇摩爾質(zhì)量大于碳酸鈣，測(cè)量誤差小．
②當(dāng)A裝置試管中只有較少晶體時(shí)停止加熱，利用余熱使晶體 升華、分解，此時(shí)需要緩緩?fù)ㄈ隢₂，通入N₂ 的目的是使草酸分解生成的氣體全部鋇裝置CD全部吸收．
③若取草酸晶體的質(zhì)量為15.0g，C中沉淀的質(zhì)量為19.7g，裝置如圖2D中硬質(zhì)玻璃管減少的質(zhì)量為1.6g，則草酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+3H₂O+CO↑．

Answer 1

分析 （1）乙二酸分子中含有羧基，有酸性能發(fā)生酯化反應(yīng)、能被高錳酸鉀氧化；
（2）①由于試管口向下傾斜，草酸晶體熔點(diǎn)較低，加熱到182℃便開(kāi)始熔化，因此實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)，能避免熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)；
②裝置氣密性檢驗(yàn)，先密閉裝置，最后的導(dǎo)氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導(dǎo)氣管會(huì)有水柱上升，證明裝置氣密性完好；
③草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，草酸和氫氧化鈣也反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀分析；
（3）①C中盛放Ba（OH）₂ 溶液，而不使用澄清石灰水，氫氧化鋇溶解度大于氫氧化鈣，利用的是氫氧化鋇吸收二氧化碳充分，碳酸鋇摩爾質(zhì)量大于碳酸鈣，測(cè)得誤差�。�
②緩緩?fù)ㄈ隢₂，把生成的氣體全部趕入CD中全部吸收，減少測(cè)得誤差；
③若取草酸晶體的質(zhì)量為15.0g，C中沉淀的質(zhì)量為19.7g，為碳酸鋇沉淀，計(jì)算得到二氧化碳中碳元素物質(zhì)的量，裝置D中硬質(zhì)玻璃管減少的質(zhì)量為1.6g，說(shuō)明生成了一氧化碳，依據(jù)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算一氧化碳物質(zhì)的量，依據(jù)碳元素守恒得到草酸晶體中草酸質(zhì)量，得到含有結(jié)晶水的質(zhì)量，依據(jù)原子守恒計(jì)算書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；

解答 解：（1）乙二酸分子中含有羧基，具有酸性，且酸性比碳酸強(qiáng)，能使藍(lán)色石蕊試液變紅，能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳；能與乙二醇發(fā)生發(fā)生酯化反應(yīng)，所以三個(gè)選項(xiàng)都正確，
故答案為：①②③；
（2）①由于試管口向下傾斜，草酸晶體熔點(diǎn)較低，加熱到182℃便開(kāi)始熔化，因此實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)，能避免熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)，裝置最好應(yīng)該選擇下列裝置中的b，
故答案為：b；
②裝置氣密性檢驗(yàn)，先密閉裝置，最后的導(dǎo)氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導(dǎo)氣管會(huì)有水柱上升，證明裝置氣密性完好，如圖連接好裝置，關(guān)閉裝置A的活塞，將C裝置中的導(dǎo)管沒(méi)入水中，微熱A裝置的試管，看到導(dǎo)氣管口處有氣泡冒出，撤火后觀察到導(dǎo)氣管中有一段水柱上升，則說(shuō)明裝置氣密性完好，
故答案為：裝置氣密性檢驗(yàn)，先密閉裝置，最后的導(dǎo)氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導(dǎo)氣管會(huì)有水柱上升，證明裝置氣密性完好；
③草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，草酸和氫氧化鈣也反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀分析，若無(wú)B裝置，當(dāng)c裝置中出現(xiàn)渾濁，不能說(shuō)明草酸分解生成了CO₂，
故答案為：不能；草酸和氫氧化鈣也反應(yīng)生成草酸鈣白色沉淀；
（3）①C中盛放Ba（OH）₂ 溶液，而不使用澄清石灰水，氫氧化鋇溶解度大于氫氧化鈣，利用的是氫氧化鋇吸收二氧化碳充分，碳酸鋇摩爾質(zhì)量大于碳酸鈣，測(cè)得誤差小，
故答案為：Ba（OH）₂ 溶解度大于氫氧化鈣可充分吸收二氧化碳，碳酸鋇摩爾質(zhì)量大于碳酸鈣，測(cè)量誤差小；
②緩緩?fù)ㄈ隢₂，把生成的氣體全部趕入CD中全部吸收，減少測(cè)得誤差，
故答案為：使草酸分解生成的氣體全部鋇裝置CD全部吸收；
③若取草酸晶體的質(zhì)量為15.0g，C中沉淀的質(zhì)量為19.7g，為碳酸鋇沉淀物質(zhì)的量=$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol，計(jì)算得到二氧化碳中碳元素物質(zhì)的量為0.1mol，裝置D中硬質(zhì)玻璃管減少的質(zhì)量為1.6g，減少的是氧元素質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，依據(jù)反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算一氧化碳物質(zhì)的量，說(shuō)生成了一氧化碳為0.1mol，依據(jù)碳元素守恒得到草酸晶體中草酸質(zhì)量=（0.1mol+0.1mol）×$\frac{1}{2}$×90g/mol=9g，得到含有結(jié)晶水的質(zhì)量=15g-9g=6g，水的物質(zhì)的量=$\frac{6g}{18g/mol}$=$\frac{1}{3}$mol，n（CO2）：n（CO）：n（H2O）=0.1：0.1：$\frac{1}{3}$≈1：1：3，依據(jù)原子守恒計(jì)算書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+3H₂O+CO↑，
故答案為：H₂C₂O₄•2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+3H₂O+CO↑．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)探討乙二酸的性質(zhì)，考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，題目難度較大，正確理解題干信息明確反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，計(jì)算過(guò)程稍復(fù)雜，可以假設(shè)出草酸氫銨的物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應(yīng)原理計(jì)算，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力，題目難度中等．