Question

1．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，乙二酸（HOOC-COOH，可簡(jiǎn)寫為H₂C₂O₄）俗稱草酸，易溶于水，屬于二元中強(qiáng)酸，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5，其熔點(diǎn)為101.5℃，在157℃升華．已知碳酸的K₁=4.4×10^-7，K₂=4.7×10^-11．為探究草酸的部分化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）向盛有1mL飽和Na₂CO₃溶液的試管中加入足量乙二酸溶液，觀察到有無色氣泡產(chǎn)生．該反應(yīng)的離子方程式為CO₃^2-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O
（2）向盛有乙二酸飽和溶液的試管中滴入幾滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振蕩，發(fā)現(xiàn)其溶液的紫紅色褪去；①說明乙二酸具有還原性（填“氧化性”、“還原性”或“酸性”）；②請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（3）將一定量的乙二酸放于試管中，按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持裝置未標(biāo)出）：

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：裝置C、G中澄清石灰水變渾濁，B中CuSO₄粉末變藍(lán)，F(xiàn)中CuO粉末變紅．據(jù)此回答：
①上述裝置中，D的作用是除去混合氣體中的CO₂，
②乙二酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑
（4）該小組同學(xué)將0.01mol草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）加入到100mL 0.1mol/L的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)后溶液呈酸性，其原因反應(yīng)生成NaHC₂O₄，HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度（用文字簡(jiǎn)單表述），該溶液中各離子的濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）（用離子符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （1）由于題中強(qiáng)調(diào)足量的草酸，故反應(yīng)后草酸轉(zhuǎn)化為HC₂O₄^-，若寫成C₂O₄^2-是錯(cuò)誤的；
（2）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，草酸具有還原性，能氧化強(qiáng)還原性的物質(zhì)，酸性高錳酸鉀和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水；
（3）乙二酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測(cè)裝置的作用；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；根據(jù)NaHC₂O₄溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，可得離子濃度間的大小關(guān)系．

解答 解：（1）題中強(qiáng)調(diào)足量的草酸，故反應(yīng)后草酸轉(zhuǎn)化為HC₂O₄^-，且酸性強(qiáng)于碳酸，
反應(yīng)的離子方程式為CO₃^2-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O，故答案為：CO₃^2-+H₂C₂O₄=HC₂O₄^-+CO₂↑+H₂O；
（2）酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，草酸具有還原性，能氧化強(qiáng)還原性的物質(zhì)，酸性高錳酸鉀和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、二氧化碳和水，
離子反應(yīng)方程式為：6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：還原性；6H⁺+2 MnO₄^-+5H₂C₂O₄═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（3）乙二酸分解的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑，由各物質(zhì)的性質(zhì)可推測(cè)B中CuSO₄固體檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的水，C裝置檢驗(yàn)草酸分解產(chǎn)物中的CO₂，D裝置的目的是為了除盡CO₂，防止影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷，E裝置用來干燥氣體，F(xiàn)、G裝置用來判斷草酸分解產(chǎn)物中有無CO生成，
故答案為：①除去混合氣體中的CO₂；②H₂C₂O₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO↑+CO₂↑；
（4）兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性，說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，兩者正好1：1反應(yīng)生成NaHC₂O₄，溶液顯酸性說明HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，而溶液中還存在著水的電離，故H⁺＞C₂O₄^2-，由于離子的電離程度較小，則有HC₂O₄^-＞H⁺，故正確順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．
故答案為：反應(yīng)生成NaHC₂O₄，HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度；c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查已二酸的分解以及溶液離子濃度的大小比較，題目較為綜合且具有一定難度，做題時(shí)注意抓住反應(yīng)的現(xiàn)象，以此推斷物質(zhì)可能具有的性質(zhì)．