Question

某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：

乙二酸（HOOC﹣COOH，可简写为H₂C₂O₄）俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸（为弱电解质），且酸性强于碳酸，其熔点为101.5℃，在157℃升华．为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：

（1）向盛有1mL饱和NaHCO₃溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生．该反应的离子方程式为______________．

（2）向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，请配平该反应的离子方程式：

______MnO₄^﹣+______ H₂C₂O₄+______ H⁺═______ Mn²⁺+______ CO₂↑+______ H₂O

（3）将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验（注：忽略草酸的升华，且夹持装置未标出）：

实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO₄粉末变蓝，F中CuO粉末有黑色变为红色．据此回答：

上述装置中，D的作用是_________．乙二酸分解的化学方程式为_________．只根据G中澄清石灰水变浑浊能否得出“草酸分解产物中一定有CO”的结论_________（填“能或不能”）若不能应怎样改进？______________．

（4）该小组同学将2.52g草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性（忽略溶液体积变化）．则下列关系合理的是_________

A．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HC₂O₄^﹣）+c（OH^﹣）+c（C₂O₄^2﹣）

B．c（HC₂O₄^﹣）+c（C₂O₄^2﹣）=0.2mol•L^﹣1

C．c（HC₂O₄^﹣）＞c（C₂O₄^2﹣）＞c（H₂C₂O₄）

D．c（Na⁺）=c（H₂C₂O₄）+c（HC₂O₄^﹣）+c（C₂O₄^2﹣）

Answer

（1）HCO3﹣+H2C2O4=HC2O4﹣+CO2↑+H2O

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

（3）除去混合气体中的CO2， H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑

不能，在D、E之间增加一个装有澄清石灰水的洗气瓶 （4）CD

【解析】

试题分析：（1）由于草酸的酸性强于碳酸，且加入了足量的草酸，所以加入草酸后发生反应草酸转化为HC2O4-，根据复分解反应的规律，强酸制取弱酸，反应的离子方程式是：HCO3 - +H2C2O4 =HC2O4 - +CO2↑+H2O；

（2）①向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4 溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明具有氧化性的高锰酸钾被还原，说明草酸具有还原性，把MnO4 - 还原为Mn2+ ；反应中根据氧化剂得到电子与还原剂失去电子相等，可知氧化剂和还原剂物质的量之间的关系为：2 MnO4 - -～5H2C2O4，再根据电荷守恒和质量守恒可写出反应方程式为：2MnO4 - +5H2C2O4 +6H+ =2Mn2+ +10CO2 ↑+8H2O；

（3）将一定量的乙二酸放于试管中，然后加热，实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，证明反应产生CO2；B中CuSO4粉末变蓝，证明产生了H2O；F中CuO粉末变红，说明产生了还原性的气体，该气体反应后可以使澄清石灰水变浑浊，证明有CO产生，因此乙二酸分解的化学方程式为H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑，由各物质的性质可推测B中CuSO4 固体检验草酸分解产物中的水，C装置检验草酸分解产物中的CO2，D装置的目的是为了除尽CO2，防止影响后续实验现象的判断，E装置用来干燥气体，F、G装置用来判断草酸分解产物中有无CO生成；由于不能确定前面的CO2是否被除尽，所以只根据G中澄清石灰水变浑浊不能得出“草酸分解产物中一定有CO”的结论，需要在D、E之间增加一个装有澄清石灰水的洗气瓶。

（4）两者的物质的量的比是1：1，反应生成NaHC2 O4 ，溶液显酸性说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度，A、不符合电荷守恒，应该是c（Na + ） + c（H + ） = c（HC2O4﹣） + c（OH﹣） + 2c（C2O42﹣），A错误；B、不满足物料守恒，应该是c（Na + ） = c（H2C2O4） + c（HC2O4﹣） + c（C2O42﹣）＝0.2mol/L，B错误；C、溶液中还存在着水的电离，故c(H + ) ＞ c(C2O42-)，由于离子的电离程度较小，则有c(HC2O4-) ＞ c(H + )，而Na + 不发生任何反应，所以c(Na + ) ＞ c(HC2O4-)，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-)，C正确；D、根据B中分析可知D正确，答案选CD。

考点：考查草酸的不稳定性、物质的还原性强弱比较、离子浓度比较、氧化还原反应方程式的配平、化学方程式和离子方程式的书写等知识。