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(zhì)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(jù)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(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的方法判斷需要的儀器；
②根據(jù)反應原理及高錳酸鉀的物質(zhì)的量計算出該草酸晶體中含有草酸的物質(zhì)的量、質(zhì)量，再計算出結(jié)晶水的物質(zhì)的量，最后計算出x．

解答 解：（1）避免發(fā)生爆炸現(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(zhì)的量為：0.0008mol×$\frac{100ml}{20ml}$=0.004mol，根據(jù)反應2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O可知1.08g樣品中含有草酸的物質(zhì)的量為0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，草酸的質(zhì)量為90g/mol×0.01mol=0.9g，含有結(jié)晶水的物質(zhì)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(zhì)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．