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乙二酸(HOOC-COOH)俗名草酸,易溶于水,属于二元中强酸,生产和科学实验中有着广泛的用途.草酸晶体的组成可用H2C2O4?xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液,量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol?L-1的KMnO4溶液滴定,
(1)将所发生的反应方程式完成并配平,将完整的化学方程式写在答题卡上.
       KMnO4+H2C2O4+
3H2SO4
3H2SO4
═K2SO4+CO2↑+MnSO4+
8H2O
8H2O

(2)整个实验过程中不需要的仪器有
c,f
c,f
(填序号).
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.酸式滴定管  c.烧瓶   d.100mL容量瓶  e.烧杯      f.漏斗     g.锥形瓶
h.玻璃棒    i.药匙
(3)实验中,标准KMnO4溶液应盛装在
式滴定管中.滴定终点时溶液的颜色变化为
酸溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色
酸溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色

(4)在滴定过程中若用去amol?L-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为
0.1aV
0.1aV
mol?L-1,由此可计算x的值是
50w
9av
-5
50w
9av
-5
.(用含W、a、V的代数式表示)
(5)该小组同学将0.02mol草酸晶体(H2C2O4?2H2O)加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,则该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
C(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-
C(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-
分析:(1)根据氧化还原反应得失电子守恒配平反应方程式;
(2)实验有两个过程:①为了配制准确浓度的草酸溶液,所需要的实验仪器主要有天平(含砝码)、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等;
②用高锰酸钾溶液进行滴定测草酸的物质的量,所需要的实验仪器主要有烧杯、酸式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶等;
(3)KMnO4溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,故KMnO4溶液应装在酸式滴定管中;滴定时,左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视溶液颜色的变化;KMnO4溶液呈紫色,草酸反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,紫色不褪去,说明滴定到终点,不需要外加指示剂;
(4)根据化学方程式中各物质的关系进行计算;
(5)两者正好1:1反应生成NaHC2O4,溶液显酸性说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度,可得离子浓度间的大小关系;
解答:解:(1)反应中根据氧化剂得失电子守恒可知氧化剂和还原剂物质的量之间的关系为:2MnO4-~5H2C2O4,在根据电荷守恒和质量守恒可写出反应方程式为:2KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+2 MnSO4+8H2O,故答案为:2KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+2 MnSO4+8H2O;
(2))①为了配制准确浓度的草酸溶液,所需要的实验仪器主要有天平(含砝码)、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等;②用高锰酸钾溶液进行滴定测草酸的物质的量,所需要的实验仪器主要有烧杯、酸式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶等,故答案为:c,f;
(3)KMnO4溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,故KMnO4溶液应装在酸式滴定管中;滴定时,左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视溶液颜色的变化;KMnO4溶液呈紫色,草酸反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,紫色不褪去,说明滴定到终点,不需要外加指示剂,故答案为:酸;酸溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色;
(4)2KMnO4 ~5H2C2O4
 2mol            5mol
aV×10-3mol     0.025×Cmol
2mol
aV×10-3mol
=
5mol
0.025×Cmol

解得:C=0.1aVmol?L-1
H2C2O4?xH2O~H2C2O4 ~xH2O
                1mol         18xg
                0.1aV×0.1  w-0.1aV×0.1×90   
1mol
0.1aV×0.1
=
18xg
w- 0.1aV×0.1×90

解得X=
50w
9av
-5
故答案为:0.1aV;
50w
9av
-5;
(5)两者正好1:1反应生成NaHC2O4,溶液显酸性说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度,而溶液中还存在着水的电离,故H+>C2O42-,由于离子的电离程度较小,则有HC2O4->H+,故正确顺序为Na+>HC2O4->H+>C2O42->OH-,故答案为:C(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);
点评:本题考查一定物质的量浓度溶液配制、滴定操作、滴定应用与计算、物质组成含量测定等,难度中等,注意滴定中经常根据关系式进行计算,掌握根据关系式计算方法.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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
HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O
HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O

(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;①说明乙二酸具有
还原性
还原性
(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”);②请配平该反应的离子方程式:
2
2
 MnO4-+
5
5
 H2C2O4+
6
6
 H+=
2
2
 Mn2++
10
10
 CO2↑+
8
8
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(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粉末变红.据此回答:
①上述装置中,D的作用是
除去混合气体中的CO2
除去混合气体中的CO2

②乙二酸分解的化学方程式为
H2C2O4
  △  
.
 
H2O+CO↑+CO2
H2C2O4
  △  
.
 
H2O+CO↑+CO2

(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,其原因是
反应所得溶液为NaHC2O4溶液,由于HC2O4-的电离程度比水解程度大,导致溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性
反应所得溶液为NaHC2O4溶液,由于HC2O4-的电离程度比水解程度大,导致溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性
(用文字简单表述),该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为:
Na+>HC2O4->H+>C2O42->OH-
Na+>HC2O4->H+>C2O42->OH-
(用离子符号表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?重庆)两个学习小组用图装置探究乙二酸(HOOC-COOH)受热分解的部分产物.
(1)甲组:①按接口顺序:a-b-c-d-e-f-g-h连接装置进行实验.B中溶液变浑浊,证明分解产物有
CO2
CO2
;装置C的作用是
充分除去CO2
充分除去CO2
;E中溶液变浑浊,D中的现象是
溶液褪色或变浅
溶液褪色或变浅
,证明分解产物有
CO
CO

②乙二酸受热分解的化学方程式为
HOOC-COOH
加热
CO2↑+CO↑+H2O
HOOC-COOH
加热
CO2↑+CO↑+H2O

(2)乙组:
①将接口a与j连接进行实验,观察到F中生成的气体可使带火星的木条复燃,则F中最主要反应的化学方程式为
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

②从A-F中选用装置进行实验,证明甲组通入D的气体能否与Na2O2反应.最简单的装置接口连接顺序是
a-d-e-j
a-d-e-j
;实验后用F中的固体进行验证的方法是
取F中的固体,滴加稀硫酸,将生成的气体通入澄清石灰水中,若变浑浊,则发生了反应;若不变浑浊,则未发生变化.
取F中的固体,滴加稀硫酸,将生成的气体通入澄清石灰水中,若变浑浊,则发生了反应;若不变浑浊,则未发生变化.
(可另选试剂).

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2010?宜宾模拟)以氯乙烷为原料制取乙二酸(HOOC-COOH)的过程中,要依次经过下列步骤中的(  )
①与NaOH的水溶液共热 ②与NaOH的醇溶液共热 ③与浓硫酸共热到170℃④在催化剂存在情况下与氯气加成 
⑤在Cu或Ag存在的情况下与氧气共热 ⑥与新制的Cu(OH)2共热.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2013?辽宁一模)已知:乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,157℃时开始分解.
(1)探究草酸的酸性
25℃H2C2O4   K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;H2CO3K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11
下列化学方程式可能正确的是
BD
BD

A.H2C2O4+CO32-=HCO3-+HC2O4-B.HC2O4-+CO32-=HCO3-+C2O42-
C.2C2O42-+CO2+H2O=2HC2O4-+CO32-D.H2C2O4+CO32-+=C2O42-+H2O+CO2
(2)探究草酸分解产物

①实验中观察到B中CuSO4粉末变蓝,C中澄清石灰水变浑浊,D的作用:
吸收CO2气体
吸收CO2气体
,证明有CO气体生成的现象是:
F中黑色CuO变成光亮的红色,G中澄清石灰水变浑浊
F中黑色CuO变成光亮的红色,G中澄清石灰水变浑浊

②写出H2C2O4分解的化学方程式:
H2C2O4
  △  
.
 
CO2↑+CO↑+H2O↑
H2C2O4
  △  
.
 
CO2↑+CO↑+H2O↑

(3)探究催化剂对化学反应速率的影响
在甲、乙两支试管中各加入4mL 0.0lmol/LKMnO4酸性溶液和2mL0.1moL/L H2C2O4溶液,再向乙试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体,摇匀.填写下表:
反应现象
两支试管中紫色KMnO4溶液均褪色,乙试管中溶液褪色较快
两支试管中紫色KMnO4溶液均褪色,乙试管中溶液褪色较快
实验结论
MnSO4(Mn2+)是此反应的催化剂,加入催化剂可以使化学反应速率加快
MnSO4(Mn2+)是此反应的催化剂,加入催化剂可以使化学反应速率加快
试管中发生反应的离子方程式
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(4)用酸性KmnO4溶液滴定Na2C2O4,求算Na2C2O4的纯度
实验步骤:准确称取2.0g Na2C2O4固体,配成100mL溶液,取出20.00mL于锥形瓶中.再向瓶中加入足量稀H2SO4,用0.0160mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定,滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00mL.
①高锰酸钾溶液应装在
酸式
酸式
滴定管中.(填“酸式”或“碱式”)
②滴定至终点时的实验现象是:
滴入最后一滴KMnO4,溶液由无色变为紫色(紫红色)
滴入最后一滴KMnO4,溶液由无色变为紫色(紫红色)

③Na2C2O4的纯度是:
33.5%
33.5%

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