Question

【題目】草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為 101℃，易溶于水，受熱易脫水、升華，170℃以上分解。 常溫下它的電離常數 K1=5.4×10－2，K2=5.4×10－5。回答下列問題：

（1）查閱資料知：草酸晶體 175℃分解成 CO2、CO、H2O，請寫出草酸晶體分解的化學反應方程 式：_____。

（2）請用下列的裝置（圖中加熱裝置已略去）分解草酸晶體以制備少量 CO 氣體，最佳的連接順序 為：_____。（填字母序號）

（3）設計實驗證明草酸為弱酸的方案及其現象均正確的有_____（填序號）。

A.室溫下，測 0.1mol/L 的 H2C2O4 溶液與 H2SO4 溶液的 pH，硫酸溶液的 pH 比草酸的小；

B.室溫下，取 pH=3 的 H2C2O4 溶液稀釋 100 倍后，測其 pH<5；

C．標況下，取 0.10mol/L 的 H2C2O4 溶液 100mL 與足量鋅粉反應，收集到 H2 體積為 224mL。

（4）現需要配制 900mL1mol/L 的草酸溶液。

①需要的儀器有托盤天平（帶砝碼）、鑰匙、燒杯、量筒、膠頭滴管、________ 、_________ （填儀 器名稱）。

②下列操作會使所配溶液濃度偏低的是_____。（填字母）

A．稱量時用了生銹的砝碼

B．容量瓶未干燥即用來配制溶液

C．H2C2O4·2H2O 晶體失去了部分結晶水

D．定容時，仰視刻度線

E．定容后塞上瓶塞反復搖勻，靜置后，液面不到刻度線，再加水至刻度線

（5）用草酸滴定 KMnO4 溶液的方法可測定 KMnO4 粗品的純度（質量分數）。

①滴定過程中反應的離子方程式為_____。

②量取 KMnO4 樣品溶液應選用_________ （填“酸式”或“堿式”）滴定管；若量取 KMnO4 樣品溶液的 滴定管用蒸餾水洗凈后未潤洗，則最終的測定結果將_______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

③現取 KMnO4 粗品 10g，配成 100mL 溶液，取 25.0 mL 用（4）中配制的草酸溶液滴定，并進行 3 次 平行實驗，所用的草酸溶液的體積分別為 23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，請問 KMnO4 粗品的質量分數 為_____________。（已知：KMnO4 的摩爾質量為 158g/mol）

Answer 1

【答案】H2C2O4+2H2O = CO↑+CO2↑ +3H2O↑A-F-G-EAB玻璃棒1000mL 容量瓶DE2MnO4－＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O酸式偏小50.56%

【解析】

（1）草酸晶體的受熱分解生成CO、CO2、水，根據得失電子守恒，CO、CO2的比為1:1，方程式是H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑；故答案為：H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑；

（2）給試管里的晶體加熱時，為防止反應生成的水或所含結晶水在管口液化后倒流引起試管破裂，要求試管口要向下傾斜，又因為試管底下垂，可防止草酸晶體熔化后從試管流出，則加熱裝置選擇A；為制備分解產物中的CO，先要排除已證明生成的CO2對實驗的干擾，可用F裝置吸收CO2氣體，并利用G裝置證明CO2已經除盡，最后用排水法收集CO，所以最佳的連接順序為A-F-G-E；故答案為：A-F-G-E；

（3）A．室溫下，測0.1mol/L的H2C2O4溶液與H2SO4溶液的pH，硫酸溶液的pH比草酸的小，說明草酸溶液中存在電離平衡，證明草酸是弱酸，故A正確；

B．室溫下，取pH=3的H2C2O4溶液稀釋100倍后，測其pH＜5，說明稀釋促進電離，溶液中存在電離平衡，為弱酸，故B正確；

C．標況下，取0.10mol/L的H2C2O4溶液100mL與足量鋅粉反應，收集到H2體積為224mL，強酸和弱酸都符合，和強酸弱酸無關，故C錯誤；

答案選AB；

（4） ①配制步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，用托盤天平稱取草酸，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌，冷卻后轉移到1000mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌燒杯與玻璃棒2~3次，并移入容量瓶內，當加水至液面距離刻度線1~2cm時，改用膠頭滴管滴加，蓋好瓶塞，反復顛倒搖勻；所以需要的儀器有托盤天平（帶砝碼）、鑰匙、燒杯、量筒、膠頭滴管、1000mL容量瓶。故答案為：玻璃棒、1000mL 容量瓶；

②A．稱量時用了生銹的砝碼，草酸物質的量偏大，會使所配溶液濃度偏高； B．容量瓶未干燥即用來配制溶液，無影響； C．H2C2O4·2H2O晶體失去了部分結晶水，草酸物質的量偏大，會使所配溶液濃度偏高； D．定容時，仰視刻度線，溶液體積偏大，會使所配溶液濃度偏低； E．定容后塞上瓶塞反復搖勻，靜置后，液面不到刻度線，再加水至刻度線，溶液體積偏大，使所配溶液濃度偏低。故答案為：DE；

（5）①用草酸滴定KMnO4溶液，高錳酸根離子被還原為錳離子、草酸被氧化為二氧化碳，反應離子方程式是2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O；

②KMnO4具有氧化性，能腐蝕橡膠，所以量取KMnO4樣品溶液應選用酸式滴定管；若量取KMnO4樣品溶液的滴定管用蒸餾水洗凈后未潤洗，造成高錳酸鉀的物質的量偏小，消耗草酸的的體積偏小， 根據c（待測）=，最終的測定結果將偏小；故答案為：酸式、偏小；

③3次平行實驗，所用的草酸溶液的體積分別為23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，第一次實驗消耗草酸溶液的體積偏離正常誤差，根據第二次、第三次實驗數據消耗草酸溶液的平均體積是20.00 mL，設高錳酸鉀的純度為x%，

2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O

2 5

1mol/L 0.02L

x%=50.56%，故答案為：50.56%。