Question

草酸（H₂C₂O₄）是一种重要的有机化工原料．为探究草酸的性质，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，有关物质的部分性质如下表：

物质	熔点/℃	化学性质
H2C2O4	189.5℃	有毒，具有腐蚀性，易溶于水，二元弱酸． 100℃开始升华，157℃时开始分解． 草酸与浓硫酸混合加热产生CO2、CO和H2O． 草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物

[实验一]根据下图提供的仪器和试剂（可重复使用），设计实验证明草酸的受热分解产物中含有CO₂和CO（部分夹持仪器和加热装置省略）

（1）用字母表示接口的正确连接顺序．
a→b→c→______→______→d→e→______→______→______→______→尾气处理
（2）用上图提供的仪器和试剂做实验时，装置B中出现白色浑浊，也不能说明一定有CO₂，原因是______；请你提出改进意见______．
（3）利用改进后装置进行的实验时，要先加热______ 装置，（填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”，下同）后加热______ 装置；能证明分解产物中有CO的实验依据是______．
[实验二]探究草酸与酸性高锰酸钾的反应
（4）向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化高锰酸钾溶液时，可观察到溶液由紫红色变为近乎无色，可推测草酸可能具有______．
（5）学习小组的同学发现，当向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化高锰酸钾溶液时，溶液褪色总是先慢后快．为探究其原因，同学们做了如下的对比实验：

实验序号	H2C2O4（aq）		KMnO4（H+）（aq）		MnSO4（S） （g）	褪色时间 （S）
	C	V（mL）	C	V（mL）
实验1	0.1	2	0.01	4		30
实验2	0.1	2	0.01	4	5	4

该对比实验的结论是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳检验还原性，能还原黑色的氧化铜，生成的二氧化碳用澄清的石灰水检验，据此根据二氧化碳和一氧化碳的性质进行排序；
（2）根据表格知，草酸具有酸性，能和碱性物质反应，且草酸钙不溶于水，为防止草酸蒸气的干扰，在将气体通入澄清石灰水之前，应先除去草酸蒸气；
（3）一氧化碳和氧气反应在一定范围内易产生爆炸，为防止产生安全事故发生，应先制取气体，用生成的气体除去装置中的氧气；一氧化碳具有还原性，能还原黑色的氧化铜生成铜单质，且生成二氧化碳；
（4）根据酸性高锰酸钾的性质确定草酸的性质；
（5）将两个实验进行对比，从而得出结论．
解答：解：（1）为证明草酸的受热分解产物中含有CO₂和CO，先将混合气体通入澄清的石灰水检验二氧化碳，如果澄清的石灰水变浑浊，则证明含有二氧化碳气体，再用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，再将洗气后的气体进行干燥，然后将气体再通过黑色的氧化铜装置，一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，再用澄清的石灰水检验二氧化碳是否存在，如果澄清石灰水变浑浊，则证明该混合气体中含有一氧化碳，注意洗气装置、干燥装置中的导气管应该是“长进，短出”
所以其排序是：a→b→c→（ f）→（ g）→d→e→（h ）→（i ）→（b ）→（c ），
故答案为：a→b→c→（ f）→（ g）→d→e→（h ）→（i ）→（b ）→（c ）；
（2）根据表格知，草酸100℃开始升华，且草酸具有酸性，和氢氧化钙反应生成的草酸钙不溶于水，二氧化碳和氢氧化钙反应也生成碳酸钙沉淀，所以制取的气体中含有草酸蒸气而干扰二氧化碳的检验，要检验二氧化碳首先要除去草酸蒸气，所以在A前添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸，
故答案为：草酸蒸气也可以使澄“清石灰水变浑浊，无法确定二氧化碳的存在，故应在A前添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管）；
（3）一氧化碳和氧气反应在一定范围内易产生爆炸，为防止产生安全事故发生，应先制取气体，用生成的气体除去装置中的氧气，所以应先加热A后加热E；一氧化碳具有还原性，能还原黑色的氧化铜生成铜单质，且生成二氧化碳，二氧化碳能澄清石灰水变浑浊，所以反应现象是：E中黑色氧化铜变红，E后的澄清石灰水变浑浊；
故答案为：A，E；E中黑色氧化铜变红，E后的澄清石灰水变浑浊； 
（4）酸性高锰酸钾具有强氧化性，草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明草酸具有还原性，故答案为：还原性；
（5）通过两组实验比较知，其它条件相同，加入硫酸锰的反应时间短，说明该实验反应速率快，所以证明反应生成的Mn²⁺有催化作用，加快了反应速率，故答案为：反应生成的Mn²⁺有催化作用，加快了反应速率．
点评：本题考查了实验设计，难度较大，注意检验二氧化碳和一氧化碳的混合物中，要先检验二氧化碳再检验一氧化碳，为易错点．