Question

8．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5．草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水．草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解．回答下列问题：
（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物．装置C中可观察到的现象是有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物中有CO₂．装置B的主要作用是冷凝草酸、水蒸气等，
防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO₂的检验．
（2）设计实验证明：草酸为二元酸．滴定剂（已知浓度的标准溶液）：氢氧化钠溶液，指示剂：酚酞．
滴定终点的现象是：无色变到粉红色（或淡红色）且半分钟内颜色不变．配制准确浓度的草酸溶液需要用到的主要玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管．
（3）乙同学另外做了一个酸碱反应的实验．常温下取pH=13的氢氧化钡溶液和浓度为c 的盐酸等体积混合后测得溶液的pH=12，则盐酸的浓度c=0.08mol/L．（忽略溶液混合过程中体积发生的变化）

Answer 1

分析 （1）草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳而使澄清石灰水变浑浊；草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰实验；
（2）要证明醋酸为二元弱酸，需要用强碱溶液滴定，可以选用氢氧化钠溶液，滴定终点时溶液呈碱性，可以选用酚酞作指示剂；滴定结束溶液为无色，滴定结束时溶液为粉红色，据此判断滴定终点；根据配制一定物质的量浓度的溶液步骤判断使用的玻璃仪器；
（3）pH=13的氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L，pH=12的溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，设溶液体积为VL，根据酸碱反应实质列式计算出盐酸的浓度c．

解答 解：（1）草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解，如果草酸受热分解，分解时会产生二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶性的碳酸钙沉淀而使澄清石灰水变浑浊，所以C中观察到的现象是：有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成；
草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水，草酸易挥发，导致生成的气体中含有草酸，草酸和氢氧化钙反应生成难溶性的草酸钙而干扰二氧化碳的检验，B装置温度较低，有冷凝作用，防止干扰二氧化碳的检验，
故答案为：有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊；CO₂；冷凝（水蒸气和草酸），防止草酸进入装置C反应生成沉淀而干扰CO₂的检验；
（2）设计实验证明草酸为二元酸，需要选用氢氧化钠溶液作滴定剂，草酸钠溶液呈碱性，可以选用酚酞作指示剂；滴定结束前溶液呈无色，滴定结束时溶液变为粉红色，则滴定终点的现象为：无色变到粉红色（或淡红色）且半分钟内颜色不变；根据配制草酸溶液的步骤可知，配制过程中需要用到的主要玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，
故答案为：氢氧化钠溶液；酚酞；无色变到粉红色（或淡红色）且半分钟内颜色不变；烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管；
（3）pH=13的氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L，pH=12的溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L，
设溶液体积为VL，则：$\frac{0.1mol/L×VL-cmol/L×VL}{2VL}$=0.01mol/L，
解得：c=0.08mol/L，
故答案为：0.08．

点评 本题考查了草酸性质方案设计、中和滴定操作方法、酸碱混合的定性判断及计算等知识，题目难度中等，注意掌握化学实验基本操作方法，明确中和滴定操作方法及酸碱混合的定性判断及计算方法．