Question

【題目】乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗稱(chēng)草酸晶體．已知草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，繼續(xù)升溫會(huì)分解生成CO、CO2和H2O。

(1)下列關(guān)于乙二酸的敘述正確的是（填編號(hào)）_____________

①能和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)

②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

③其溶液能使藍(lán)色石蕊試紙變紅

④能和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氣體

(2)乙二酸的工業(yè)生產(chǎn)方法之一是以乙二醇為原料，在一定條件下，用空氣氧化得到．寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________________

(3)欲檢驗(yàn)草酸晶體受熱分解的產(chǎn)物中是否有CO2，甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了裝置1、裝置2來(lái)完成實(shí)驗(yàn)．

(Ⅰ)簡(jiǎn)述檢驗(yàn)裝置1氣密性的操作方法：______________________________________

(Ⅱ)B和E兩個(gè)裝置中更合理的是______________

(Ⅲ)請(qǐng)從A～F中選擇合適的儀器，組裝一套可更好達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置，按照氣流由左到右的順序依次為(用字母表示)：________________．

(Ⅳ)一定條件下草酸氫銨分解生成NH3、CO、CO2和H2O，110℃時(shí)將該混合氣體先通過(guò)Na2O2，再通過(guò)濃硫酸分別增重Ag和Bg； 若將混合氣體先通過(guò)濃硫酸，再通過(guò)Na2O2分別增重Cg和Dg（能反應(yīng)的氣體均可吸收完全，且該條件下CO與Na2O2不反應(yīng)），則A、B、C、D的大小關(guān)系為：______________

Answer 1

【答案】①②③④如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒(méi)入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說(shuō)明該裝置的氣密性良好；EB中的導(dǎo)管過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)，冷凝后的乙二酸晶體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管而存在安全隱患，E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO2的檢驗(yàn)A、E、F C＞A＞D＞B

【解析】

（1）乙二酸分子中含有羧基，有酸性能發(fā)生酯化反應(yīng)、能被高錳酸鉀氧化；（2）乙二醇中含有羥基，能發(fā)生氧化反應(yīng)，在一定條件下能被氧氣氧化生成乙二酸；（3）裝置氣密性檢驗(yàn)，先密閉裝置，最后的導(dǎo)氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導(dǎo)氣管會(huì)有水柱上升，證明裝置氣密性完好；草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，試管中氣體中含有草酸，需要除去，以免干擾CO2的檢驗(yàn)；B中的導(dǎo)管過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)，冷凝后的乙二酸晶體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO2的檢驗(yàn)；由于草酸在101℃時(shí)熔化，反應(yīng)裝置中試管口應(yīng)向上傾斜，故選A裝置；產(chǎn)生的氣體中有草酸、一氧化碳，選擇裝置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用點(diǎn)燃的方法除去尾氣中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此一般用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，故選裝置F；草酸氫銨受熱分解生成二氧化碳、一氧化碳、氨氣和水蒸氣，混合氣體先通過(guò)Na2O2，再通過(guò)濃硫酸，過(guò)氧化鈉增重的Ag為二氧化碳、水總質(zhì)量減去生成氧氣的質(zhì)量，濃硫酸增重的為氨氣的質(zhì)量，若將混合氣體先通過(guò)濃硫酸，再通過(guò)Na2O2，濃硫酸增重為Cg為1mol水和1mol氨氣的質(zhì)量，過(guò)氧化鈉增重的為1mol二氧化碳的質(zhì)量減去生成氧氣的質(zhì)量，通過(guò)計(jì)算比較A、B、C、D的大小。

(1)乙二酸分子中含有羧基，具有酸性，且酸性比碳酸強(qiáng)，能使藍(lán)色石蕊試液變紅，能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳；能與乙二醇發(fā)生發(fā)生酯化反應(yīng)；能被酸性高錳酸鉀氧化而使高錳酸鉀溶液褪色，所以四個(gè)選項(xiàng)都正確，故答案為：①②③④；

(2)乙二醇中含有羥基，能發(fā)生氧化反應(yīng)，在一定條件下能被氧氣氧化生成乙二酸，化學(xué)方程式為，故答案為：；

(3)()檢驗(yàn)裝置1氣密性的操作方法為：如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒(méi)入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說(shuō)明該裝置的氣密性良好，故答案為：如圖連接好裝置，將導(dǎo)管b沒(méi)入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導(dǎo)管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導(dǎo)管內(nèi)有一段水柱上升，則說(shuō)明該裝置的氣密性良好；

(Ⅱ)草酸晶體在101℃時(shí)熔化并開(kāi)始升華，157℃時(shí)大量升華，試管中氣體中含有草酸，需要除去，以免干擾CO2的檢驗(yàn)；B中的導(dǎo)管過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)，冷凝后的乙二酸晶體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO2的檢驗(yàn)，故答案為：E；B中的導(dǎo)管過(guò)長(zhǎng)、過(guò)細(xì)，冷凝后的乙二酸晶體可能會(huì)堵塞導(dǎo)管而存在安全隱患；E中采用U型管，與冰水的接觸面積更大，更有利于乙二酸蒸氣的冷凝，防止了乙二酸蒸氣干擾CO2的檢驗(yàn)；

(Ⅲ)由于草酸在101℃時(shí)熔化，反應(yīng)裝置中試管口應(yīng)向上傾斜，故選A裝置；產(chǎn)生的氣體中有草酸、一氧化碳，選擇裝置E除去草酸，一氧化碳有毒，具有可燃性，可采用點(diǎn)燃的方法除去尾氣中的一氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此一般用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在，故選裝置F；所有組裝一套可更好達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置，按照氣流由左到右的順序依次為：A、E、F，故答案為：A、E、F；

(Ⅳ)草酸氫銨分解生成NH3、CO、CO2和H2O：（NH4）HC2O4NH3↑+CO↑+CO2↑+H2O↑，設(shè)草酸氫銨的物質(zhì)的量為1mol，則完全分解生成的NH3、CO、CO2和H2O都是1mol；110℃時(shí)將該混合氣體先通過(guò)Na2O2，再通過(guò)濃硫酸，過(guò)氧化鈉增重Ag，濃硫酸增重Bg，過(guò)氧化鈉增重的Ag為二氧化碳、水總質(zhì)量減去生成氧氣的質(zhì)量，1mol水和1mol二氧化碳足量過(guò)氧化鈉反應(yīng)各生成0.5mol氧氣，則：Ag=18g/mol×1mol+44g/mol×1mol

﹣32g/mol×1mol=30g；濃硫酸增重的為1mol氨氣的質(zhì)量，則Bg=17g/mol×1mol=17g；若將混合氣體先通過(guò)濃硫酸，再通過(guò)Na2O2，濃硫酸增重為Cg，過(guò)氧化鈉增重為Dg，

濃硫酸增重為Cg為1mol水和1mol氨氣的質(zhì)量，則：Cg=18g+17g=35g；過(guò)氧化鈉增重的為1mol二氧化碳的質(zhì)量減去生成氧氣的質(zhì)量，1mol二氧化碳與足量過(guò)氧化鈉反應(yīng)生成0.5mol氧氣，則Dg=44g﹣32g/mol×0.5mol=28g，所以A、B、C、D的大小關(guān)系為：C＞A＞D＞B，故答案為：C＞A＞D＞B。