Question

【題目】乙二酸通常以二水合物的形式存在，俗稱草酸晶體．已知草酸晶體在101℃時熔化并開始升華，157℃時大量升華，繼續升溫會分解生成CO、CO2和H2O。

(1)下列關于乙二酸的敘述正確的是（填編號）_____________

①能和乙二醇發生酯化反應

②能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

③其溶液能使藍色石蕊試紙變紅

④能和碳酸氫鈉溶液反應生成氣體

(2)乙二酸的工業生產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．寫出該反應的化學反應方程式：__________________________________

(3)欲檢驗草酸晶體受熱分解的產物中是否有CO2，甲、乙兩位同學分別設計了裝置1、裝置2來完成實驗．

(Ⅰ)簡述檢驗裝置1氣密性的操作方法：______________________________________

(Ⅱ)B和E兩個裝置中更合理的是______________

(Ⅲ)請從A～F中選擇合適的儀器，組裝一套可更好達到實驗目的裝置，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℃時將該混合氣體先通過Na2O2，再通過濃硫酸分別增重Ag和Bg； 若將混合氣體先通過濃硫酸，再通過Na2O2分別增重Cg和Dg（能反應的氣體均可吸收完全，且該條件下CO與Na2O2不反應），則A、B、C、D的大小關系為：______________

Answer 1

【答案】①②③④如圖連接好裝置，將導管b沒入水中，微熱（或手捂）試管a，看到導管口處有氣泡冒出，撤火（或松手）后，觀察到導管內有一段水柱上升，則說明該裝置的氣密性良好；EB中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患，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，有酸性能發生酯化反應、能被高錳酸鉀氧化；（2）乙二醇中含有羥基，能發生氧化反應，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，先密閉裝置，最后的導氣管插入水中，微熱后，有氣泡冒出，冷卻后導氣管會有水柱上升，證明裝置氣密性完好；草酸晶體在101℃時熔化并開始升華，157℃時大量升華，試管中氣體中含有草酸，需要除去，以免干擾CO2的檢驗；B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；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；由于草酸在101℃時熔化，反應裝置中試管口應向上傾斜，故選A裝置；產生的氣體中有草酸、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Na2O2，再通過濃硫酸，過氧化鈉增重的Ag為二氧化碳、水總質量減去生成氧氣的質量，濃硫酸增重的為氨氣的質量，若將混合氣體先通過濃硫酸，再通過Na2O2，濃硫酸增重為Cg為1mol水和1mol氨氣的質量，過氧化鈉增重的為1mol二氧化碳的質量減去生成氧氣的質量，通過計算比較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，能使藍色石蕊試液變紅，能與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳；能與乙二醇發生發生酯化反應；能被酸性高錳酸鉀氧化而使高錳酸鉀溶液褪色，所以四個選項都正確，故答案為：①②③④；

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

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

(Ⅱ)草酸晶體在101℃時熔化并開始升華，157℃時大量升華，試管中氣體中含有草酸，需要除去，以免干擾CO2的檢驗；B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；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，故答案為：E；B中的導管過長、過細，冷凝后的乙二酸晶體可能會堵塞導管而存在安全隱患；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；

(Ⅲ)由于草酸在101℃時熔化，反應裝置中試管口應向上傾斜，故選A裝置；產生的氣體中有草酸、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二氧化碳的存在，故選裝置F；所有組裝一套可更好達到實驗目的裝置，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↑，設草酸氫銨的物質的量為1mol，則完全分解生成的NH3、CO、CO2和H2O都是1mol；110℃時將該混合氣體先通過Na2O2，再通過濃硫酸，過氧化鈉增重Ag，濃硫酸增重Bg，過氧化鈉增重的Ag為二氧化碳、水總質量減去生成氧氣的質量，1mol水和1mol二氧化碳足量過氧化鈉反應各生成0.5mol氧氣，則：Ag=18g/mol×1mol+44g/mol×1mol

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

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