Question

（16分）已知：乙二酸（HOOC-COOH，可简写为H₂C₂O₄），俗称草酸，157℃时开始分解。

（1）探究草酸的酸性

25℃ H₂C₂O₄  K₁ = 5.4×10^-2，K₂ = 5.4×10^-5 ；H₂CO₃  K₁=4.5×10^-7  K₂= 4.7×10^-11

下列化学方程式可能正确的是             。

A．H₂C₂O₄ + CO₃^2- = HCO₃^- + HC₂O₄^-

B．HC₂O₄^- + CO₃^2- = HCO₃^- + C₂O₄^2-

C．2C₂O₄^2- + CO₂ + H₂O = 2HC₂O₄^- + CO₃^2-

D．H₂C₂O₄ + CO₃^2- = C₂O₄^2- + H₂O +CO₂↑

（2）探究草酸分解产物

实验中观察到B中CuSO₄粉末变蓝，C中澄清石灰水变浑浊，D的作用是           ，证明有CO气体生成的现象是                                                   。

（3）探究催化剂对化学反应速率的影响

在甲、乙两支试管中各加入4mL 0.01mol/L KMnO₄酸性溶液2mL 0.1mol/L H₂C₂O₄溶液， 再向乙试管中加入一粒黄豆大的MnSO₄固体，摇匀。填写下表：

反应现象
实验结论
试管中发生反应的离子方程式

（4）用酸性KMnO₄溶液滴定Na₂C₂O₄，求算Na₂C₂O₄的纯度

实验步骤：准确称取2.0g Na₂C₂O₄固体，配成100mL溶液；取出20.00mL于锥形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0160mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00mL。

① 高锰酸钾溶液应装在_______滴定管中。（填“酸式”或“碱式”）

② Na₂C₂O₄的纯度是______________。

Answer

（16分）（1）BD （2）吸收CO2气体；F中黑色CuO变成光亮的红色，G中澄清石灰水变浑浊。

（3）两支试管中紫色KMnO4溶液均褪色，乙试管中溶液褪色较快；MnSO4(Mn2+)是此反应的催化剂，加入催化剂可以使化学反应速率加快；2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O

（4）①酸式 ②33.5%

【解析】

试题分析：（1）电离常数越大酸性越强，则根据电离平衡常数可知酸性是H2C2O4＞HC2O4—＞H2CO3＞HCO3—，根据较强酸制备较弱酸可知A．草酸氢根能与碳酸根反应，则反应H2C2O4 + CO32- = HCO3- + HC2O4-不正确，A错误；B．根据以上分析可知HC2O4- + CO32-＝HCO3- + C2O42-是正确的，B正确；C．碳酸不能制备草酸或草酸氢根，即2C2O42- + CO2 + H2O = 2HC2O4- + CO32-是错误的，C不正确；D．草酸的酸性强于碳酸，则反应H2C2O4 + CO32- = C2O42- + H2O +CO2↑是正确的，D则，答案选BD。

（2）实验中观察到B中CuSO4粉末变蓝，说明有水蒸气产生。C中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2产生。如果有CO，则CO还原氧化铜后生成CO2，可以使澄清石灰水变浑浊，所以必需除去CO中混有的CO2，则D的作用是吸收CO2气体；根据以上分析可知证明有CO气体生成的现象是F中黑色CuO变成光亮的红色，G中澄清石灰水变浑浊。

（3）由于催化剂能加快反应速率，则两支试管中紫色KMnO4溶液均褪色，若乙试管中溶液褪色较快，这说明在反应中MnSO4(Mn2+)是此反应的催化剂，加入催化剂可以使化学反应速率加快，反应的离子方程式为2MnO4－+5H2C2O4+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O。

（4）①高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶，则应装在酸式滴定管中。

②消耗高锰酸钾的物质的量是0.025L×0.0160mol/L ＝0.0004mol，则根据方程式可知草酸的物质的量是0.0004mol ×5/2＝0.001mol，所以根据原子守恒可知100ml溶液中草酸钠的物质的量是0.001mol×100/20＝0.005mol，质量是0.005mol×134g/mol＝0.67gg，因此纯度是。

考点：考查电离常数应用、物质的检验、外界条件对反应速率的影响以及纯度沉淀与计算等