Question

（15分）以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程：

［研究课题］探究乙二酸的某些性质

［查阅资料］乙二酸（HOOC－COOH）俗称草酸，草酸晶体的化学式为H₂C₂O₄·2H₂O；草酸在100℃时开始升华，157℃时大量升华，并开始分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体；草酸钙不溶于水，草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。

［提出猜想］

猜想一：乙二酸具有不稳定性

根据草酸晶体的组成，该小组同学猜想其受热分解产物为CO、CO₂和H₂O。

设计方案：

（1）请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置（草酸晶体分解装置略，连接导管略去）。

请回答下列问题：

①装置的连接顺序为：A→(   )→D→(   )→B→D。

②装置中碱石灰的作用是                   。实验时，在点燃B处酒精灯之前，应进行的操作是                       。检验产物中CO的实验现象是              。③整套装置存在不合理之处为                                          。

猜想二：乙二酸具有弱酸性    

设计方案：

（2）该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验，其中能达到实验目的是______（填字母）。

A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色

B．测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH

C．测定草酸钠（Na₂C₂O₄）溶液的pH

D．将草酸溶液加入Na₂CO₃溶液中，有CO₂放出

（3）该小组同学将2.52 g草酸晶体M(H₂C₂O₄·2H₂O)=126g/mol加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应，使用pH计测定反应后溶液，结果呈酸性，则溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为     。

猜想三：乙二酸具有还原性设计方案：

（4）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO₄溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO₄溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为          。

Answer

（1）①C、E（2分）；②除去气体中的CO2，提高CO浓度（2分）；收集D处气体，置于酒精灯焰部，若发出“噗”的声音，再点燃酒精灯（或收集D处气体，，检验CO纯度）（2分）

黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊（1分）；没有一氧化碳尾气处理装置（2分）

（2）BC（2分）

（3）c（Na+）＞c（HC2O4-）＞c（H+）＞c（C2O42-）＞c（OH-）（2分）

（4）2MnO4-+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O（2分）

【解析】

试题分析：（1）①水蒸气一般用无水硫酸铜检验，CO一般用氧化铜检验，而CO一般用澄清石灰水检验。应用检验CO2时需要通过溶液，因此首先检验水蒸气，然后再检验CO2，最后检验CO，则装置的连接顺序为：A、C、D、E、B、D。

②根据以上分析可作装置中碱石灰的作用是除去气体中的CO2，提高CO浓度。由于CO是可燃性气体，点燃前需要验纯，因此实验时，在点燃B处酒精灯之前，应进行的操作是收集D处气体，置于酒精灯焰部，若发出“噗”的声音，再点燃酒精灯（或收集D处气体，，检验CO纯度）。CO具有还原性，能把氧化铜还原为铜，同时生成CO2，所以检验产物中CO的实验现象是黑色固体变成红色，且澄清石灰水变浑浊。

③由于CO有毒，属于大气污染物，所以整套装置存在不合理之处为没有一氧化碳尾气处理装置。

猜想二：乙二酸具有弱酸性 设计方案：

（2）A．将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色，只能说明溶液显碱性，但由于不能确定反应中氢氧化钠是否过量，所以不能确定草酸钠是否水解，即不能确定草酸是否为弱酸，A错误；B．由于硫酸是二元强酸，因此通过测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH可用判断草酸酸是不是弱酸，B正确；C．酸越弱，相应的钠盐月容易水解，则测定草酸钠（Na2C2O4）溶液的pH可用判断草酸是不是弱酸，C正确；D．将草酸溶液加入Na2CO3溶液中，有CO2放出只能说明草酸的酸性强于碳酸，但不能确定是否为弱酸，D错误，答案选BC。

（3）2.52 g草酸晶体的物质的量=2.52g÷126g/mol=0.02mol，加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应恰好生成草酸氢钠。使用pH计测定反应后溶液，结果呈酸性，这说明草酸氢根的电离常数大于水解程度，因此溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HC2O4-）＞c（H+）＞c（C2O42-）＞c（OH-）。

（4）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，这说明再反应中草酸把高锰酸钾还原为锰离子，而草酸被氧化为CO2，则该反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O。

考点：考查草酸性质及草酸分解实验的实验设计与探究