Question

乙二酸俗名草酸，下面是甲、乙兩個化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）和草酸（H₂C₂O₄）分別進行的探究性學(xué)習(xí)的過程，請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)．
（1）甲組同學(xué)的研究課題是：探究測定草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）中x值．通過查閱資料該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液進行滴定：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺    2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
甲組的同學(xué)設(shè)計了滴定的方法測定x值．
①稱取1.260g純草酸晶體，將其酸制成100.00mL水溶液為待測液．
②取25.00mL待測液放入錐形瓶中，再加入適的稀H₂SO₄
③用濃度為0.1000mol/L的KMnO₄標準溶液進行滴定，達到終點時消耗10.00mL；
（1）滴定時，將KMnO₄標準液裝在如圖中的

 

（填“甲”或“乙”）滴定管中．
（2）本實驗滴定達到終點的標志可以是

 

．
（3）通過上述數(shù)據(jù)，求得x=

 

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討論：
①若滴定終點時俯視滴定管刻度，則由此測得的x值會

 

（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）．
②若滴定時所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則由此測得的x值會

 

．
（2）乙組同學(xué)的研究課題是：探究草酸（H₂C₂O₄）受熱分解的產(chǎn)物．通過查閱資料該小組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查詢得，草酸易溶于水，在175℃以上開始分解．他們猜想分解產(chǎn)物中的氣體可能是CO、CO₂或它們的混合物．
乙組的同學(xué)利用下圖裝置進行“猜想”的實驗探究．已知：A、C、F中盛裝澄清石灰水，B中盛裝濃NaOH溶液，D中裝有堿石灰，E中裝有CuO．

（1）證明分解產(chǎn)物中有CO₂的現(xiàn)象是

 

；證明分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是

 

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（2）討論：小李同學(xué)繼續(xù)查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)：草酸是二元弱酸，酸性比碳酸強，在受熱分解過程中有少量升華；草酸鈣和草酸氫鈣均為白色不溶物．小李通過進一步研究，對實驗中CO₂的檢驗提出質(zhì)疑．試根據(jù)相關(guān)信息，指出原設(shè)計中存在的問題，并提出實驗的改進措施．

 

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Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,中和滴定

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：甲：（1）KMnO₄具有強氧化性，會腐蝕橡膠管；
（2）可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點；
（3）由題給化學(xué)方程式及數(shù)據(jù)計算出1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質(zhì)的量，然后求出1.260g 純草酸晶體中含H₂O的物質(zhì)的量，根據(jù)H₂O的物質(zhì)的量和純草酸晶體的物質(zhì)的量的關(guān)系求出x；
若滴定終點時俯視滴定管讀數(shù)，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大；
若滴定時所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏�。�
乙：（1）草酸分解得到的產(chǎn)物可能為：H₂O、CO和CO₂，要檢驗氣體組成，即要檢驗二氧化碳和一氧化碳，由各裝置內(nèi)試劑可知，A裝置是檢驗二氧化碳，B是除去二氧化碳，C是檢驗二氧化碳是否除盡，D是干燥氣體，E是檢驗是否有一氧化碳存在，F(xiàn)檢驗氧化銅和氣體反應(yīng)是否生成二氧化碳，G用來收集沒反應(yīng)的一氧化碳；
（2）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對實驗有干擾，因而在裝置A之前可增加一個裝有水的洗氣裝置．

解答： 解：甲：（1）因為KMnO₄具有強氧化性，會腐蝕橡膠管，故應(yīng)用酸式滴定管盛裝，故答案為：甲；
（2）可利用KMnO₄溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點時，再滴加KMnO₄溶液時，溶液將由無色變?yōu)樽仙��?br />故答案為：當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達滴定終點；
（3）2MnO₄^-+5H₂C₂O₄ +6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
      2                   5     
   0.1000mol/L×0.01L     0.0025mol
25.00mL待測液中含有0.0025molH₂C₂O₄，100.00mL待測液中含有0.01molH₂C₂O₄，0.01molH₂C₂O₄的質(zhì)量為0.01mol×90g/mol=0.9g，
所以1.260g純草酸晶體中水的質(zhì)量為1.260g-0.9g=0.36g，其物質(zhì)的量為0.02mol，則x=2，
若滴定終點時俯視滴定管讀數(shù)，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大；
若滴定時所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏�。�
故答案為：2；偏大；偏�。�
乙：（1）二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故裝置A中澄清石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成，再用裝置B除去二氧化碳，用裝置C檢驗二氧化碳是否除凈；
一氧化碳具有還原性，可把氧化銅還原成銅，同時生成二氧化碳，故現(xiàn)象為黑色變?yōu)榧t色，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁，
故答案為：裝置A中澄清石灰水變渾濁；裝置E中黑色氧化銅變?yōu)榧t色固體，且裝置F中澄清石灰水變渾濁；
（2）根據(jù)題給信息，草酸易揮發(fā)，在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對實驗有干擾，因而在裝置A之前可增加一個裝有水的洗氣裝置，
故答案為：在未洗氣的情況下通入石灰水，還可能因草酸蒸氣與石灰水反應(yīng)生成了草酸鈣沉淀，對實驗有干擾；因而在裝置A之前可增加一個裝有水的洗氣裝置．

點評：本題考查草酸結(jié)晶水的測定及草酸分解產(chǎn)物的檢驗，題目較為綜合且具有一定難度，做題時注意反應(yīng)原理及裝置圖中所給的物質(zhì)所起作用及題給信息．