下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.研究课题:探究草酸
(1)①分解产物为CO、CO2和H2O,检验时应该先用无水硫酸铜检验水蒸气,然后用澄清石灰水检验二氧化碳,最后用加热的CuO和澄清石灰水检验CO,所以仪器的连接顺序为:A→C→D→E→B→D,故答案为:CE;②当装置B中黑色固体变成红色,且装置D澄清石灰水变浑浊,则证明混合气体中含有CO,故答案为:黑色固体变成红色,且澄清石灰水变浑浊;③一氧化碳有毒污染空气,需要吸收处理装置,一氧化碳尾气的处理方法为点燃,操作时将气体通到酒精灯火焰上燃烧,故答案为:没有一氧化碳尾气处理装置;(2)A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,只能说明酸碱反应,不能说明草酸是弱酸,故A错误;B.草酸和硫酸都是二元酸,测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH,若不同PH大的为草酸证明存在电离平衡,故B正确;C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH,若显碱性,证明草酸根离子水解,证明草酸是弱酸,故C正确;D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出,只能说明草酸酸性大于碳酸,但不能证明草酸是弱酸,故D错误;故选BC.(3)2.52g草酸晶体(H2C2O4?2H2O)的物质的量为:2.52g126g/mol=0.02mol,100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中含有0.02mol氢氧化钠,草酸与氢氧化钠恰好按照物质的量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,则c(H+)>c(C2O42-),由于离子的电离程度较小,则有c(HC2O4-)>c(H+),故离子浓度大小顺序为:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-),故答案为:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-);(4)根据氧化还原反应方程式的配平原则:锰元素化合价+7价变化为+2价,电子转移5,草酸中碳元素化合价+3价变化为+4价,得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒配平该反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;(5)②用0.0100mol?L-1KMnO4标准溶液滴定,平均消耗标准溶液V mL,则高锰酸钾的物质的量为:0.0100mol/L×V×10-3L=V×10-5mol,根据反应2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,100mL该样品溶液中含有的醋酸根离子的物质的量为:52×V×10-5mol×100mL25mL=V×10-4mol,V×10-4mol×88g/mol=8.8V×10-3g,该草酸晶体样品中H2C2O4?2H2O的质量分数为:8.8V×10?3gmg×100%=0.88Vm%,故答案为:0.88Vm%;
(1)C、E装置中的溶液均变浑浊,且D装置中黑色粉末变为红色,说明乙二酸晶体加热生成一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式:H2C2O4?2H2O △ . CO↑+CO2↑+3H2O;故答案为:H2C2O4?2H2O △ . CO↑+CO2↑+3H2O;(2)乙二酸可以和氢氧化钙发生反应,所以防止对检验分解产物CO2的干扰,要除去生成物中带出的乙二酸蒸汽,一氧化碳在还原氧化铜之前要将气体干燥,一氧化碳有毒,所以要进行尾气处理,故答案为:除去生成物中带出的乙二酸蒸汽,防止对检验分解产物CO2的干扰;在C与D之间再装配一个盛浓硫酸的洗气瓶(或装有碱石灰的干燥管),将装置E中出来的气体引到酒精灯火焰上让其燃烧(或收集装置E中逸出的尾气);(3)B的试管中是乙二酸,加入NaHCO3溶液,产生大量无色气体应该是二氧化碳,化学反应遵循强酸制弱酸的原理,所以酸性是乙二酸大于碳酸(或H2C2O4>H2CO3),故答案为:乙二酸大于碳酸(或H2C2O4>H2CO3);(4)①金属铜和硫酸不反应,但是氧化亚铜可以和硫酸反应生成金属铜和硫酸铜,根据实验现象:溶液变为蓝色,则证明红色固体中含有Cu2O,故答案为:红色固体中含有Cu2O;②设红色固体中氧化亚铜的物质的量是x,金属铜的物质的量为y,根据质量关系得:144x+64y=6.8,根据电子守恒,得出:2x+2y=1.12L22.4L/mol×(5-2),两式联立解得x=0.025mol,y=0.05mol,所以Cu的质量分数为:0.05mol×64g/mol6.8g×100%=50%,故答案为:50%.
设计实验:二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,而本实验中的澄清石灰水变浑浊,可以判断草酸分解生成了二氧化碳;无水硫酸铜变蓝则验证了该产物中含有水蒸气;一氧化碳具有可燃烧性,其燃烧后的产物为二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,故可以写出验证一氧化碳存在的化学方程式为:2CO+O2
|