Question

【題目】（題文）草酸(H2C2O4)是一種二元弱酸，部分性質如下：能溶于水，易溶于乙醇；大約在175℃升華(175℃以上分解生成H2O、CO2和CO)；H2C2O4＋Ca(OH)2===CaC2O4↓＋2H2O。現用H2C2O4進行如下實驗：

（一）探究草酸的不穩定性

通過如圖實驗裝置驗證草酸受熱分解產物中的CO2和CO，A、B、C中所加入的試劑分別是：A．乙醇、B．________、C．NaOH溶液。

（1）B中盛裝的試劑是________________(填化學式)。

（2）A中加入乙醇的目的是___________________。

（二）探究草酸的酸性

將0.01 mol草酸晶體(H2C2O4·2H2O)加入到100 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液中充分反應，測得反應后溶液呈堿性，其原因是________________________ (用離子方程式表示)。

（三）用酸性KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應來探究影響化學反應速率的因素

Ⅰ.實驗前先用酸性KMnO4標準溶液滴定未知濃度的草酸，反應原理：

MnO＋H2C2O4＋____===Mn2＋＋CO2↑＋H2O

（1）配平上述離子方程式。____________________

（2）滴定時KMnO4溶液應盛裝于______________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。

Ⅱ.探究影響化學反應速率的因素

下表列出了在“探究影響化學反應速率的因素”實驗中得出的部分實驗數據：

實驗 組別	c(H2C2O4) (mol·L－1)	V(H2C2O4) (mL)	c(KMnO4) (mol·L－1)	V(KMnO4) (mL)	c(H2SO4) (mol·L－1)	褪色所 需時間	實驗 目的
1	0.2	2	0.002 5	4	0.12	6′55″	(a)
2	0.2	2	0.005	4	0.12	5′17″
3	0.2	2	0.01	4	0.12	3′20″
4	0.2	2	0.02	4	0.12	9′05″
5	0.2	2	0.03	4	0.12	11′33″
6	0.2	2	0.04	4	0.12	14′20″

請回答：

（1）實驗目的(a)是___________________________________________。

（2）若要探究催化劑對該反應速率的影響，應選擇MnSO4而不選MnCl2作為催化劑，其原因是_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液除去H2C2O4，避免其對CO2的檢驗造成干擾C2O42－＋H2OHC2O＋OH－2　5　6　H＋　2　10　8酸式探究高錳酸鉀溶液濃度對化學反應速率的影響Cl－可與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應

【解析】

考查對草酸性質的探究實驗的設計與評價，化學方程式的配平，氣體的檢驗。（1）草酸分解的混合氣體中含有未分解的草酸，草酸與氫氧化鈣反應生成醋酸鈣沉淀，干擾二氧化碳的檢驗；草酸是二元酸，與氫氧化鈉反應時二者恰好完全反應，若草酸是強酸，則反應后的溶液為中性，現在溶液呈堿性，說明草酸為弱酸，草酸根離子水解，使溶液呈堿性；高錳酸根離子中Mn元素的化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，草酸中C元素的化合價從+3價升高到+4價，共失去2個電子，根據得失電子守恒完成；高錳酸鉀的氧化性強，易腐蝕堿式滴定管的膠管，所以用酸式滴定管盛放高錳酸鉀；由表中數據可知，草酸的濃度、體積都不變，稀硫酸的濃度不變，草酸的濃度變化，體積不變；因為高錳酸鉀可以氧化氯離子為氯氣，影響對催化劑對反應速率影響的探究。

（一）（1）草酸混合氣體中含有未分解的草酸，草酸與氫氧化鈣反應生成醋酸鈣沉淀，干擾二氧化碳的檢驗，所以A中的乙醇目的是除去草酸，則B中的試劑是Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液，目的是檢驗二氧化碳的存在，C中氫氧化鈉的作用是除去二氧化碳，以便檢驗CO的存在；答案：Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液。

（2）A中乙醇的目的是除去H2C2O4，避免對CO2的檢驗造成干擾；答案：除去H2C2O4，避免其對CO2的檢驗造成干擾。

（二）草酸是二元酸，與氫氧化鈉反應時二者恰好完全反應，若草酸是強酸，則反應后的溶液為中性，現在溶液呈堿性，說明草酸為弱酸，草酸根離子水解，使溶液呈堿性，離子方程式為C2O42－＋H2OHC2O＋OH－；答案：C2O42－＋H2OHC2O＋OH－。

（三）I.（1）高錳酸根離子中Mn元素的化合價從+7價降低到+2價，得到5個電子，草酸中C元素的化合價從+3價升高到+4價，共失去2個電子，根據得失電子守恒，則高錳酸根離子的系數是2，草酸的系數是5，根據元素守恒配平Mn2＋、CO2的系數，最后根據電荷守恒配平氫離子、水的系數。所以答案為2　5　6　H＋　2　10　8。

（2）高錳酸鉀的氧化性強，所以不能用堿式滴定管，易腐蝕堿式滴定管的膠管，所以用酸式滴定管盛放高錳酸鉀；答案：酸式。

II．（1）由表中數據可知，草酸的濃度、體積都不變，稀硫酸的濃度不變，高錳酸鉀的濃度變化，體積不變，所以褪色所需時間就不同，所以a的目的是探究高錳酸鉀溶液濃度對化學反應速率的影響。答案：探究高錳酸鉀溶液濃度對化學反應速率的影響。

（2）若要探究催化劑對該反應速率的影響應選擇MnSO4而不選MnCl2作為催化劑，是因為高錳酸鉀具有強氧化性，可以氧化氯離子為氯氣，影響催化劑對反應速率影響的探究。答案：Cl－可與酸性KMnO4溶液發生氧化還原反應。