Question

3．某研究小組欲檢驗(yàn)草酸晶體樣品分解產(chǎn)物，并測定樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的部分理化性質(zhì)見下表：

熔   點(diǎn)	沸   點(diǎn)	熱 穩(wěn) 定 性	與 堿 反 應(yīng)
101℃～102℃	150℃～160℃ 升華	100.1℃分解出水，175℃分解成CO2、CO、H2O	與 Ca（OH）2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀（CaC2O4）

（1）圖1是加熱裝置．最適宜的加熱分解草酸晶體裝置是c．

（2）圖2是驗(yàn)證熱分解產(chǎn)物中含 CO、CO₂的裝置．
①裝置A的主要作用是除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾．
②氣囊的作用是收集未反應(yīng)的一氧化碳，防止空氣污染．
③證明存在CO₂的現(xiàn)象是B裝置內(nèi)的澄清石灰水變渾濁，B中反應(yīng)的化學(xué)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
④證明存在CO的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體變紅．
（3）為測定樣品中草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)如下方案：稱取一定量樣品，用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稱量裝置D反應(yīng)前后的質(zhì)量差．由此計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低，排除儀器和操作因素，其可能原因：一氧化碳沒有全部與氧化銅反應(yīng)．（寫一條即可）
（4）稱取17.5g草酸晶體樣品配制50.00g溶液，加適量的稀硫酸，然后滴加KMnO₄溶液（含KMnO₄7.9克）恰好反應(yīng)完全．（已知：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O）
請計(jì)算樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計(jì)算過程）
[有關(guān)物質(zhì)的相對分子質(zhì)量：M_r（H₂C₂O₄）=90，Mr（H₂C₂O₄•2H₂O）=126，M_r（KMnO₄）=158]．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)草酸晶體的熔點(diǎn)較低，受熱容易熔化進(jìn)行解答；
（2）①根據(jù)除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾進(jìn)行解答；
②根據(jù)一氧化碳有毒，污染空氣解答；
③根據(jù)二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁進(jìn)行解答；
④根據(jù)一氧化碳的還原性可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷；
（3）一氧化碳部分反應(yīng)，生成的銅重新被氧化等因素都能夠?qū)е掠?jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低；
（4）根據(jù)高錳酸鉀的質(zhì)量求出樣品中草酸的質(zhì)量，進(jìn)而求出晶體的質(zhì)量以及樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．

解答 解：（1）草酸的熔點(diǎn)較低，受熱容易熔化，用c裝置加熱草酸時(shí)不容易下流，適宜用來加熱草酸；
（2）①A的作用是除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾；
②因?yàn)橐谎趸�碳有毒，污染空氣，氣囊的作用是收集未反�?yīng)的一氧化碳，防止空氣污染；
③二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，證明存在CO₂的現(xiàn)象是：澄清的石灰水變渾濁，二氧化碳和石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
④證明存在CO的現(xiàn)象是：D中黑色固體變成紅色．
（3）一氧化碳部分反應(yīng)，生成的銅重新被氧化等因素都能夠?qū)е掠?jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際值偏低；
（4）設(shè)草酸晶體的質(zhì)量為x．
由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，
5H₂C₂O₄•2H₂O→5H₂C₂O₄→2KMnO₄
    630                  316
     x                   7.9g
$\frac{630}{x}=\frac{316}{7.9g}$
x=15.75g
樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{15.75g}{17.5g}×100%$=90%
答：樣品中草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O ）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%．
故答案為：
（1）c；
（2）①除去草酸蒸氣，防止對二氧化碳的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾；
②收集未反應(yīng)的一氧化碳，防止空氣污染；
③B裝置內(nèi)的澄清石灰水變渾濁；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；                  
④D裝置中黑色固體變紅；
（3）一氧化碳沒有全部與氧化銅反應(yīng)；
（4）90%．

點(diǎn)評 本題涉及化學(xué)方程式的書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算等方面的知識，是典型的綜合題．