Question

草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)无色，熔点为 101℃，易溶于水，受热易脱水、升华，170℃以上分解。 常温下它的电离常数 K₁=5.4×10^－2，K₂=5.4×10^－5。回答下列问题：

（1）查阅资料知：草酸晶体 175℃分解成 CO₂、CO、H₂O，请写出草酸晶体分解的化学反应方程 式：_____。

（2）请用下列的装置（图中加热装置已略去）分解草酸晶体以制备少量 CO 气体，最佳的连接顺序 为：_____。（填字母序号）

（3）设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的有_____（填序号）。

A.室温下，测 0.1mol/L 的 H₂C₂O₄ 溶液与 H₂SO₄ 溶液的 pH，硫酸溶液的 pH 比草酸的小；

B.室温下，取 pH=3 的 H₂C₂O₄ 溶液稀释 100 倍后，测其 pH<5；

C．标况下，取 0.10mol/L 的 H₂C₂O₄ 溶液 100mL 与足量锌粉反应，收集到 H₂ 体积为 224mL。

（4）现需要配制 900mL1mol/L 的草酸溶液。

①需要的仪器有托盘天平（带砝码）、钥匙、烧杯、量筒、胶头滴管、________ 、_________ （填仪 器名称）。

②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是_____。（填字母）

A．称量时用了生锈的砝码

B．容量瓶未干燥即用来配制溶液

C．H₂C₂O₄·2H₂O 晶体失去了部分结晶水

D．定容时，仰视刻度线

E．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线

（5）用草酸滴定 KMnO₄ 溶液的方法可测定 KMnO₄ 粗品的纯度（质量分数）。

①滴定过程中反应的离子方程式为_____。

②量取 KMnO₄ 样品溶液应选用_________ （填“酸式”或“碱式”）滴定管；若量取 KMnO₄ 样品溶液的 滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，则最终的测定结果将_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

③现取 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，并进行 3 次 平行实验，所用的草酸溶液的体积分别为 23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，请问 KMnO₄ 粗品的质量分数 为_____________。（已知：KMnO₄ 的摩尔质量为 158g/mol）

Answer

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）草酸晶体的受热分解生成CO、CO2、水，根据得失电子守恒，CO、CO2的比为1:1，方程式是H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑；故答案为：H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑ +3H2O↑；

（2）给试管里的晶体加热时，为防止反应生成的水或所含结晶水在管口液化后倒流引起试管破裂，要求试管口要向下倾斜，又因为试管底下垂，可防止草酸晶体熔化后从试管流出，则加热装置选择A；为制备分解产物中的CO，先要排除已证明生成的CO2对实验的干扰，可用F装置吸收CO2气体，并利用G装置证明CO2已经除尽，最后用排水法收集CO，所以最佳的连接顺序为A-F-G-E；故答案为：A-F-G-E；

（3）A．室温下，测0.1mol/L的H2C2O4溶液与H2SO4溶液的pH，硫酸溶液的pH比草酸的小，说明草酸溶液中存在电离平衡，证明草酸是弱酸，故A正确；

B．室温下，取pH=3的H2C2O4溶液稀释100倍后，测其pH＜5，说明稀释促进电离，溶液中存在电离平衡，为弱酸，故B正确；

C．标况下，取0.10mol/L的H2C2O4溶液100mL与足量锌粉反应，收集到H2体积为224mL，强酸和弱酸都符合，和强酸弱酸无关，故C错误；

答案选AB；

（4） ①配制步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，用托盘天平称取草酸，在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌，冷却后转移到1000mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯与玻璃棒2~3次，并移入容量瓶内，当加水至液面距离刻度线1~2cm时，改用胶头滴管滴加，盖好瓶塞，反复颠倒摇匀；所以需要的仪器有托盘天平（带砝码）、钥匙、烧杯、量筒、胶头滴管、1000mL容量瓶。故答案为：玻璃棒、1000mL 容量瓶；

②A．称量时用了生锈的砝码，草酸物质的量偏大，会使所配溶液浓度偏高； B．容量瓶未干燥即用来配制溶液，无影响； C．H2C2O4·2H2O晶体失去了部分结晶水，草酸物质的量偏大，会使所配溶液浓度偏高； D．定容时，仰视刻度线，溶液体积偏大，会使所配溶液浓度偏低； E．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线，溶液体积偏大，使所配溶液浓度偏低。故答案为：DE；

（5）①用草酸滴定KMnO4溶液，高锰酸根离子被还原为锰离子、草酸被氧化为二氧化碳，反应离子方程式是2MnO4－ ＋5H2C2O4 ＋6H＋=2Mn2＋ ＋10CO2↑＋8H2O；

②KMnO4具有氧化性，能腐蚀橡胶，所以量取KMnO4样品溶液应选用酸式滴定管；若量取KMnO4样品溶液的滴定管用蒸馏水洗净后未润洗，造成高锰酸钾的物质的量偏小，消耗草酸的的体积偏小， 根据c（待测）=，最终的测定结果将偏小；故答案为：酸式、偏小；

③3次平行实验，所用的草酸溶液的体积分别为23.00 mL、20.02 mL、19.98 mL，第一次实验消耗草酸溶液的体积偏离正常误差，根据第二次、第三次实验数据消耗草酸溶液的平均体积是20.00 mL，设高锰酸钾的纯度为x%，

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

2 5

1mol/L 0.02L

x%=50.56%，故答案为：50.56%。