Question

14．乙二酸（ HOOC-COOH）俗称草酸，易溶于水，电离常数K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5，其盐草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物．无色晶体H₂C₂O₄•2H₂O称为草酸晶体，其熔点为101.5℃．草酸晶体失去结晶水得无水草酸，它在157℃升华．根据上述信息，回答下列问题．

（1）向盛有2mL饱和NaHCO₃溶液的试管里加入少量乙二酸浓溶液，观察到有大量气泡产生，写出该反应的离子方程式：2HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-．（碳酸：K₁=4.4×10^-7）
（2）向试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边加入2mL浓硫酸和2mL乙二酸溶液，按下图Ⅰ组装好装置，加热3-5min．在装有饱和Na₂CO₃溶液的试管B中有油状且带有香味的液体产生．B中导管口在液面上而不伸入液面下的原因是防止倒吸．写出乙二酸与少量乙醇反应的化学反应方程式．
（3）已知草酸分解的化学方程式为：H₂C₂O₄$\stackrel{187℃}{→}$H₂O+CO₂↑+CO↑
利用图Ⅱ①和图Ⅱ②加热草酸晶体（夹持仪器忽略），以验证草酸受热是否分解．连续加热一段时间后的现象是：图Ⅱ①：试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清；
图Ⅱ②：试管里澄清石灰水只变浑浊．
能验证草酸受热分解的装置是①（填图Ⅱ中的编号“①”或“②”）．
（4）图Ⅱ①中冷凝管的作用是：冷凝回流草酸蒸气，防止生成草酸盐沉淀对CO₂的检出造成干扰．

Answer 1

分析 （1）由电离常数可知，HC₂O₄^-酸性大于碳酸，应生成C₂O₄^2-、二氧化碳、水；
（2）乙二酸与少量乙醇反应生成乙二酸乙酯，注意防止倒吸；
（3）如乙二酸分解，则生成二氧化碳气体，可使澄清石灰水变浑浊，但要排出乙二酸钙的影响；
（4）为防止乙二酸的影响，用冷凝管进行分离．

解答 解：（1）由电离常数可知，HC₂O₄^-酸性大于碳酸，应生成C₂O₄^2-、二氧化碳、水，反应的离子方程式为2HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-，
故答案为：2HCO₃^-+H₂C₂O₄=2H₂O+2CO₂↑+C₂O₄^2-；
（2）乙二酸与少量乙醇反应生成乙二酸乙酯，方程式为，因生成物含有乙醇，易溶于水，为防止倒吸，则导管口在液面上而不伸入液面下，
故答案为：防止倒吸；；
（3）①试管里澄清石灰水先变浑浊，后又变澄清，说明生成二氧化碳，二氧化碳先与氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙与二氧化碳反应生成碳酸氢钙，
故答案为：①；  
（4）乙二酸沸点较高，加热时，为防止乙二酸与氢氧化钙反应生成草酸钙对实验现象、结论有影响，则应用冷凝管进行蒸馏分离，
故答案为：冷凝回流草酸蒸气，防止生成草酸盐沉淀对CO₂的检出造成干扰．

点评 本题考查性质实验的探究，侧重于学生的分析、实验能力的考查，注意把握实验的原理、目的和操作方法，题目难度中等．