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    4．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，草酸在常温下呈无色晶体状，其晶体的熔化温度低于草酸的分解温度，且易升华．
    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．
    （2）取一定量草酸溶液装入试管，加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液，振荡试管，发现溶液开始缓慢褪色，后来迅速变成无色．（反应热效应不明显，可忽略不计）
    ①该实验说明草酸具有还原（填“氧化”或“还原”）性，该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率．
    ②配平：2MnO4-+5H2C2O4+6 H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O．
    （3）为了探究草酸的不稳定性，某同学设计了如下实验装置：

    ①C、H装置均变浑浊，E处无现象，G玻璃管里黑色变红色，写出A中反应的化学方程式：H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO↑+CO2↑．
    ②上述装置中，B装置的作用是冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰，D的作用是除去混合气体中的CO2．
    从环境保护角度来看，该方案的不足之处是没有尾气处理装置．
    （4）该小组同学将2.52g草酸晶体（H2C2O4•2H2O）加入到100mL 0.2mol•L-1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O4-＞OH-（用离子符号表示）．

    分析 （1）草酸酸性强于碳酸，所以草酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳；
    （2）①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明草酸能将酸性高锰酸钾溶液还原，则草酸作还原剂；生成的锰离子能作催化剂而加快反应速率；
    ②该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数是10，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式；
    （3）草酸不稳定，受热易分解，且草酸易升华，所以分解产物中含有草酸，草酸常温下为无色晶体，所以B装置作用是冷却草酸蒸气，C装置是检验二氧化碳，D装置有碱性溶液，能吸收二氧化碳，E装置检验二氧化碳是否除尽，F装置干燥气体，如果G装置中固体变红色、H装置溶液变浑浊，说明生成气体中含有CO，
    ①C、H装置均变浑浊，说明含有二氧化碳，E处无现象，说明从D处出来的气体中不含二氧化碳，G玻璃管里黑色变红色，说明含有还原性气体，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式；
    ②B装置具有冷却作用，D装置吸收二氧化碳；CO有毒，不能直接排空；
    （4）n（H2C2O4•2H2O）=$\frac{2.52g}{126g/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，二者恰好完全反应生成草酸氢钠，混合后溶液呈酸性，说明草酸氢根离子电离程度大于水解程度，结合电荷守恒判断离子浓度大小．

    解答 解：（1）草酸酸性强于碳酸，所以草酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，离子方程式为HCO3-+H2C2O4═HC2O4-+CO2↑+H2O，
    故答案为：HCO3-+H2C2O4═HC2O4-+CO2↑+H2O；
    （2）①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明草酸能将酸性高锰酸钾溶液还原，则草酸作还原剂，则草酸体现还原性；生成的锰离子能作催化剂而加快反应速率，
    故答案为：还原；反应产生的锰离子起催化作用或锰离子浓度增加，加快了反应速率；
    ②该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数是10，根据转移电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O，
    故答案为：2；5；6；2；10；8H2O；
    （3）草酸不稳定，受热易分解，且草酸易升华，所以分解产物中含有草酸，草酸常温下为无色晶体，所以B装置作用是冷却草酸蒸气，C装置是检验二氧化碳，D装置有碱性溶液，能吸收二氧化碳，E装置检验二氧化碳是否除尽，F装置干燥气体，如果G装置中固体变红色、H装置溶液变浑浊，说明生成气体中含有CO，
    ①C、H装置均变浑浊，说明含有二氧化碳，E处无现象，说明从D处出来的气体中不含二氧化碳，G玻璃管里黑色变红色，说明含有还原性气体，根据反应物和生成物及反应条件书写方程式为H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO↑+CO2↑，故答案为：H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO↑+CO2↑；
    ②草酸能和氢氧化钙反应生成沉淀而干扰二氧化碳检验，所以B装置具有冷却草酸蒸气作用，避免对二氧化碳检验的干扰；D装置吸收二氧化碳，除去混合气体中的二氧化碳；CO有毒，不能直接排空，所以应该有尾气处理装置，
    故答案为：冷凝草酸蒸气，避免对二氧化碳的检验产生干扰；除去混合气体中的CO2；没有尾气处理装置；
    （4）n（H2C2O4•2H2O）=$\frac{2.52g}{126g/mol}$=0.02mol，n（NaOH）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，二者恰好完全反应生成草酸氢钠，混合后溶液呈酸性，说明草酸氢根离子电离程度大于水解程度，水电离生成氢离子，结合电荷守恒判断离子浓度大小为Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O4-＞OH-，故答案为：Na+＞HC2O4-＞H+＞C2O4-＞OH-．

    点评 本题考查性质实验方案设计，为高频考点，明确实验原理及物质性质、检验方法是解本题关键，知道各个装置的作用及实验现象，注意二氧化碳、CO检验先后顺序，题目难度中等．

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