题文
已知乙二酸(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,其熔点为101.5℃,在157℃升华.某校研究性学习小组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______.
(2)向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现其溶液的紫红色褪去,说明乙二酸具有______(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:
______ MnO4-+______ H2C2O4+______ H+=______ Mn2++______ CO2↑+______ H2O
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按如图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现,装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红,

据此,乙二酸分解的产物为______.上述装置中,D的作用是______. 装置F中发生反应的化学方程式为:______.
(4)该小组同学将2.52g草酸晶体(H2C2O4•2H2O)加入到100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是______.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)乙二酸中含有羧基,具有酸性,酸性比碳酸强,与碳酸氢钠反应生成二氧化碳和乙酸钠,该反应的离子方程式为:HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O;
(2)酸性KMnO4溶液具有强氧化性,向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现其溶液的紫红色褪去,说明乙二酸被酸性高锰酸钾氧化,具有还原性;
根据氧化还原反应方程式的配平原则: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:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(3)加热乙二酸,反应物通入B,使CuSO4粉末变蓝,说明有水生成,装置C中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成;装置D中二氧化碳和氢氧化钠反应除去混合气体中的二氧化碳,F中CuO粉末变红、G中澄清石灰水变浑浊说明有一氧化碳生成,所以乙二酸的分解产物为CO、CO2、H2O;装置F中发生的反应为一氧化碳还原氧化铜,化学方程式为:CuO+CO △ . Cu+CO2;
(4)2.52g草酸晶体的物质的量=2.52g126g•mol-1=0.02mol,
100mL 0.2mol/L的NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量=100mL×10-3L/mL×0.2mol/L=0.02mol;
所以反应生成NaHC2O4,所得溶液为NaHC2O4溶液,由于HC2O4-的电离程度比水解程度大,导致溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性.
故答案为:(1)HCO3-+H2C2O4=HC2O4-+CO2↑+H2O;
(2)还原性,2、5、6、2、10、8;
(3)CO、CO2、H2O,除去混合气体中的CO2,CuO+CO △ . Cu+CO2;
(4)反应所得溶液为NaHC2O4溶液,由于HC2O4-的电离程度比水解程度大,导致溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液呈酸性.
解析
△ .
考点
据考高分专家说,试题“已知乙二酸(HOOC-COOH,可简写为.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。
氧化还原反应的配平
配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤:
(1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
Sx 0→-2 降2×2
S2 0→+4 升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
- 一般方法:从左向右配。
- 步骤:标变价,找变化,求总数,配系数。
- 标出元素化合价变化的始态和终态
- 求升价元素或降价元素化合价的变化数
- 求化合价变化数的最小公倍数,分别作为氧化剂或还原剂的系数
- 配平变价元素
- 用观察法配平其他元素
- 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看电荷是否守恒)
如:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
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