Question

2．草酸晶體的組成可表示為H₂C₂O₄•xH₂O．實驗室常用其加熱分解制取CO氣體，反應方程式為：H₂C₂O₄•xH₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO+CO₂+（x+1）H₂O．如圖為分解草酸晶體，用干燥純凈的CO還原CuO制取Cu，并收集CO的實驗裝置（略去鐵架臺、鐵夾等支撐加持裝置），回答下列問題．

（1）實驗過程中涉及到如下操作：①點燃A處的酒精燈 ②熄滅A處的酒精燈 ③點燃D處的酒精燈 ④熄滅D處的酒精燈．點燃D處酒精燈前必須要進行的操作名稱是驗純．這4步操作由先到后的順序為①③④②（填序號）．
（2）A裝置為加熱分解草酸的裝置，指出該裝置一處錯誤：試管口應向下傾斜，B和F裝置中盛放的試劑相同，其中溶質是NaOH （填化學式），E裝置的作用是防止倒吸．
（3）用酸性高錳酸鉀溶液滴定草酸晶體，求x的值．
實驗步驟：準確稱取1.08g 草酸晶體，配成100mL溶液；取出20.00mL于錐形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0500mol/L酸性高錳酸鉀溶液滴定，滴定至終點時消耗高錳酸鉀溶液16.00mL．滴定時，所發(fā)生的反應為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O．
①配制草酸溶液除需要膠頭滴管、燒杯，還一定需要的玻璃儀器有100mL容量瓶、玻璃棒．
②x=1．

Answer 1

分析 （1）可燃氣體點燃前要驗純；純度不足時一氧化碳氣體會發(fā)生爆炸，所以先點燃A處酒精燈，用生成的CO將裝置中空氣排凈，然后再點燃D處的酒精燈；
（2）給試管中的固體加熱時，試管口應該稍稍向下傾斜；根據圖示裝置及實驗目的可知：B和F裝置的作用相同均是除去二氧化碳；E為安全瓶，起到防止倒吸的作用；
（3）①根據配制一定物質的量濃度的溶液的方法判斷需要的儀器；
②根據反應原理及高錳酸鉀的物質的量計算出該草酸晶體中含有草酸的物質的量、質量，再計算出結晶水的物質的量，最后計算出x．

解答 解：（1）避免發(fā)生爆炸現象，所以點燃D處酒精燈前必須要進行檢驗CO純度；CO氣體的純度不足時會發(fā)生爆炸現象，所以應該先點燃A處酒精燈，用生成的CO將裝置中空氣排凈，然后再點燃D處的酒精燈；熄滅酒精燈時恰好相反，先熄滅D處酒精燈，然后再熄滅A處酒精燈，所以正確的操作方法為：①③④②；
故答案為：驗純；①③④②；
（2）反應中有水生成，容易導致試管炸裂，所以A裝置中試管口應向下傾斜；B和F裝置的作用相同均是除去二氧化碳，則BF中的溶液為NaOH；E為安全瓶，起到防止F中溶液倒吸進入D中，引起試管炸裂；
故答案為：試管口應向下傾斜；NaOH；防止倒吸；
（3）①配制草酸溶液除需要玻璃棒、燒杯，配制100mL溶液需要選用100mL容量瓶，定容時還需要膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶、玻璃棒；
②16mL 0.0500mol/L高錳酸鉀溶液中含有高錳酸鉀的物質的量為：0.0500mol/L×0.016L=0.0008mol，100mL該草酸溶液能夠消耗高錳酸鉀的物質的量為：0.0008mol×$\frac{100ml}{20ml}$=0.004mol，根據反應2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O可知1.08g樣品中含有草酸的物質的量為0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，草酸的質量為90g/mol×0.01mol=0.9g，含有結晶水的物質的量為$\frac{1.08g-0.9g}{18}$=0.01mol，則該草酸晶體中x=$\frac{0.01mol}{0.01mol}$=1，
故答案為：1．

點評 本題考查了探究物質組成的實驗方案設計，題目難度中等，熟練掌握化學實驗基本操作方法為解答關鍵，試題涉及的知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力．