乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,是一种重要的化工原料。查阅资料,了解到以下有关信息:
①乙二酸易溶于水,加热至100℃开始升华,125℃时迅速升华,157℃时大量升华并开始分解。乙二酸受热分解生成水、二氧化碳和一种常见的还原性气体。
②乙二酸的钙盐——乙二酸钙为不溶于水的白色晶体。某校化学研究性学习小组为探究草酸的部分性质,进行了如下实验:
(1)为比较相同浓度的草酸和硫酸的导电性,实验室需配制100 mL 0.1mol/L的草酸溶液,配制过程中用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、_____ 、____。
(2)化学兴趣小组的同学用实验证明乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。他们利用下图提供的装置,自选试剂,提出了下列实验方案:按A→B→C→C→C→D→E顺序从左至右连接装置,检验乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。请你按整套装置从左至右的顺序填写下表中的空格:
①请写出乙二酸受热分解的化学方程式 _______。
②上述实验中能说明乙二酸热分解生成了还原性气体的实验现象是____。
③检验乙二酸具有较强的还原性,通常选用的试剂是____。
(1)100mL容量瓶 、 胶头滴管
装置编号 | 装置中所加物质 | 装置作用 |
B |
| 检验H2O(g):冷却凝固乙二酸蒸汽,防止进入澄清石灰水影响CO2的检验 |
C | 澄清石灰水 | 检验CO2 |
C |
| 吸收多余的CO2 |
C | 浓硫酸 | 吸收水蒸气 |
D |
| 检验CO |
E |
|
|
① H2C2O4 H2O+CO↑+CO2↑
②D装置中的CuO由黑色变红色(或D装置中的Fe2O3由红色变黑色),E装置导管口气体燃烧
③酸性高锰酸钾溶液或高锰酸钾或KMnO4
【解析】
试题分析:(1)实验室在配制100 mL 0.1mol/L的草酸溶液的过程中用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、100ml的容量瓶、胶头滴管。(2)B的作用:由于乙二酸受热容易升华,所以降温可冷却凝固乙二酸蒸汽,防止进入澄清石灰水影响CO2的检验,同时可以检验H2O(g)的存在。第一次使用C 装置盛有澄清的石灰水,目的是为了检验产物中含有CO2 。第二次使用C装置盛有NaOH容易,目的是为了除去CO2气体。第三次装置中盛有浓硫酸,目的是为了吸收H2O蒸汽。防止干扰CO的检验 。盛有Fe2O3或CuO的装置是为了检验CO的存在。因为CO有毒,是大气污染物,使用在排放到空气之前先用E将其点燃处理掉,变为无害的气体。①根据题意结合质量守恒定律可得草酸分解的化学方程式为:H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑②上述实验中能说明乙二酸热分解生成了还原性气体的实验现象是D装置中的CuO由黑色变红色(或D装置中的Fe2O3由红色变黑色),③由于乙二酸具有较强的还原性,所以经常使用有强氧化性的物质如酸性高锰酸钾溶液、重铬酸钾溶液等来检验其还原性。
考点:考查乙二酸的物理性质、化学性质、不稳定性及分解产物的检验的方法、顺序、现象等知识。
科目:高中化学 来源: 题型:
名称 | 分子式 | 颜色、状态 | 溶解性(g) | 熔点(℃) | 密度(g·cm-3) |
乙二酸 | H2C2O4 | — | 8.6(20 ℃) | 189.5 | 1.900 |
二水合乙二酸 | H2C2O4·2H2O | 无色晶体 | — | 101.5 | 1.650 |
注:表中“—”表示尚未有具体数据。
(1)向盛有Na2CO3粉末的试管里加入约3 mL乙二酸溶液,观察到的现象为_______________;说明乙二酸的酸性比碳酸_____________________。
(2)向盛有5 mL乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴硫酸酸化的0.5%(质量分数)的KMnO4溶液,振荡,观察到的现象为_______________;说明乙二酸有____________________。
(3)已知草酸分解的化学方程式为H2C2O4H2O+CO2↑+CO↑。为了验证草酸受热分解及其产物,用图6-15装置进行实验,加热草酸晶体,有人认为该装置不合理。请你根据草酸晶体的某些物理常数和实验目的,指出用该装置进行实验可能存在的四个不合理的主要原因。
图6-15
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科目:高中化学 来源: 题型:
【查阅资料】
①铁的常见氧化物
名称 | 化学式 | 色、态 | 铁元素的质量分数 |
氧化亚铁 | FeO | 黑色粉末 | w(Fe)=77.8% |
氧化铁 | Fe2O3 | 红棕色粉末(俗称铁红) | w(Fe)=70.0% |
四氧化三铁 | Fe3O4 | 黑色晶体(俗称磁性氧化铁) | w(Fe)=72.4% |
②草酸(乙二酸H2C2O4)在浓硫酸存在下受热分解的化学方程式为H2C2O4CO2↑+ CO↑+H2O
【实验准备】
①实验的装置图如下
②药品
a.草酸 b.工业铁红 c.NaOH溶液 d.澄清石灰水 e.浓硫酸 f.盐酸
【实验及数据】
取不同质量的样品进行实验,所得实验数据如下:
实验序号 | 样品质量/g | 生成铁的质量/g |
1 | 4.00 | 2.91 |
2 | 8.00 | 7.00 |
3 | 10.00 | 7.27 |
4 | 12.00 | 8.72 |
5 | 14.00 | 10.18 |
6 | 16.00 | 11.63 |
【讨论与分析】
(1)兴趣小组的同学拟以纯净的CO还原铁的氧化物,所设计的实验装置中D、E、F应分别盛放的试剂为____________、____________、___________(填写序号),其作用依次是____________、____________、_____________。上述装置还有不完善之处,你建议改进的措施是________________________。
(2)由实验数据不难得出,有一组实验数据不可靠,该组数据是____________(填序号),该工业铁红所含杂质的化学式为________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
名称 | 分子式 | 颜色、状态 | 溶解性(g) | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
乙二酸 | H | 无色 | 8.6(20℃) | 189.5 | 1.900 |
二水合乙二酸 | H | 无色晶体 | —— | 101.5 | 1.650 |
某化学小组同学为r研究草酸(乙二酸的结构HOOC—COOH)的化学性质,进行以下实验。
(1)该小组同学向盛有5 mL乙二酸饱和溶液的试管中滴入3滴硫酸酸化的0.5%(质量分数)的KMnO4溶液,振荡,观察到现象为_____________;由此可推知乙二酸具有___________(填“氧化性”或“还原性”);菠菜中铁元素的主要存在价态可能是___________。
(2)已知草酸分解的化学方程式为H
该小组同学为了验证草酸受热分解的产物,设计了如图所示装置的实验。
实验前,有同学提出用草酸品体进行实验,遭到大家的反对,其原因是____________________ ____________________;有同学提出这个实验不能检验二氧化碳气体,还需在B、C之间加入4个D装置,依次加入的试剂是___________、___________、_____________和浓硫酸,其中第3个D装置的作用是_______________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解
名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解度(g) | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
乙二酸 | H | — | 8.6(20℃) | 189.5 | 1.900 |
二水合乙二酸 | H | 无色晶体 | — | 101.5 | 1.650 |
注:乙二酸(HOOC—COOH)俗称草酸,带2个结晶水的乙二酸俗称草酸晶体,草酸晶体失去结晶水得无水草酸,在约157℃时升华,其盐草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物。根据上述信息,回答下列问题。
(1)向盛有Na2CO3粉末的试管里加入约3 mL乙二酸溶液,观察到的现象是________________。
(2)向盛有5 mL乙二酸饱和溶液的试管里滴入3滴用硫酸酸化的0.5%(质量分数)的高锰酸钾溶液,振荡,观察到的现象为____________,说明乙二酸有_____________性。
(3)已知草酸分解的化学方程式为:H
a.草酸晶体的熔点低,未分解之前就已融化并流到试管口,不利于化学反应的进行及实验现象的观察
b.因为加热的是草酸晶体,所以该装置最多只能检验一种分解产物,不能检验是否还有其他分解产物
C.在未洗气的情况下通入石灰水,还可能因草酸蒸气与石灰水反应生成草酸钙沉淀,对实验有干扰
(4)设装置也不符合绿色化学的要求,试说明原因____________________________。
(5)实验室用酸碱滴定法测定草酸晶体分子中结晶水个数的方法如下:称取a g草酸晶体溶于水配成200 mL溶液,取20 mL该溶液用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到终点时,用去NaOH溶液b mL,则每个草酸晶体分子中结晶水个数x=__________(用字母表示算式)。
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