Question

10．草酸晶體的組成可表示為H₂C₂O₄•xH₂O．實驗室常用其加熱分解制取CO氣體，反應方程式為：H₂C₂O₄•xH₂O  CO+CO₂+（x+1）H₂O．下圖為分解草酸晶體，用干燥純凈的CO還原CuO制取Cu，并收集CO的實驗裝置（略去鐵架臺、鐵夾等支撐加持裝置），回答下列問題．
（1）A裝置為加熱分解草酸的裝置，該裝置錯誤是試管口應向下傾斜，C裝置中盛放的試劑是濃硫酸 （填化學式），E裝置的作用是安全瓶（或防倒吸）．
（2）實驗過程中涉及到如下操作：①點燃A處的酒精燈 ②熄滅A處的酒精燈 ③點燃D處的酒精燈 ④熄滅D處的酒精燈．這4步操作由先到后的順序為①③④②（填序號）．點燃D處酒精燈前必須要進行的操作名稱是驗純．

（3）用酸性高錳酸鉀溶液滴定草酸晶體，求x的值．
實驗步驟：準確稱取1.17g 草酸晶體，配成100mL溶液；取出20.00mL于錐形瓶中，再向瓶中加入足量稀H₂SO₄；用0.0500mol/L酸性高錳酸鉀溶液滴定，滴定至終點時消耗高錳酸鉀溶液16.00mL．滴定時，所發(fā)生的反應為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O．
①配制草酸溶液除需要玻璃棒、燒杯，還一定需要的玻璃儀器有100mL容量瓶、膠頭滴管．
②x=1.5．
（4）為探究催化劑對化學反應速率的影響，在甲乙試管中分別加入下列物質

試管	0.01mol/L KMnO4	0.1mol/L H2C2O4	0.1mol/L H2SO4	MnSO4固體
甲	4mL	x mL	1mL	無
乙	y mL	2mL	1mL	有

則x=2，y=4．能夠得出催化劑對該反應有影響結論的實驗現象是加入MnSO₄固體的試管中溶液褪色速率比未加的快．

Answer 1

分析 （1）給試管中的固體加熱時，試管口應該稍稍向下傾斜；根據圖示裝置及實驗目的可知：B為澄清石灰水，目的是除去混合氣體中二氧化碳，D為濃硫酸，目的是干燥CO氣體；D中氧化銅與一氧化碳反應制取銅；E為安全瓶，起到防止倒吸的作用；F為澄清石灰水，除去二氧化碳氣體，最后收集CO氣體；
（2）純度不足時一氧化碳氣體會發(fā)生爆炸，所以先點燃A處酒精燈，用生成的CO將裝置中空氣排凈，然后再點燃D處的酒精燈；熄滅酒精燈時，應該先熄滅D處酒精燈，然后再熄滅A處酒精燈；
（3）①根據配制一定物質的量濃度的溶液的方法判斷需要的儀器；
②根據反應原理及高錳酸鉀的物質的量計算出該草酸晶體中含有草酸的物質的量、質量，再計算出結晶水的物質的量，最后計算出x；
（4）探究催化劑催化劑對反應速率的影響時，其它條件必須完全相同，據此判斷x、y值；使用催化劑后反應速率加快，溶液褪色時間減�。�

解答 解：（1）反應中有水生成，容易導致試管炸裂，所以A裝置中試管口應向下傾斜；B為澄清石灰水，目的是除去混合氣體中二氧化碳，D為濃硫酸，目的是干燥CO氣體；D中CuO與CO反應制取Cu；E為安全瓶，起到防止倒吸的作用；F為澄清石灰水，除去二氧化碳氣體，
故答案為：試管口應向下傾斜；濃硫酸；安全瓶（或防倒吸）；
（2）CO氣體的純度不足時會發(fā)生爆炸現象，所以應該先點燃A處酒精燈，用生成的CO將裝置中空氣排凈，然后再點燃D處的酒精燈；熄滅酒精燈時恰好相反，先熄滅D處酒精燈，然后再熄滅A處酒精燈，所以正確的操作方法為：①③④②；避免發(fā)生爆炸現象，所以點燃D處酒精燈前必須要進行檢驗CO純度，
故答案為：①③④②；驗純；
（3）①配制草酸溶液除需要玻璃棒、燒杯，配制100mL溶液需要選用100mL容量瓶，定容時還需要膠頭滴管，
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管；
②16mL 0.0500mol/L高錳酸鉀溶液中含有高錳酸鉀的物質的量為：0.0500mol/L×0.016L=0.0008mol，100mL該醋酸溶液能夠消耗高錳酸鉀的物質的量為：0.0008mol×$\frac{100mL}{20mL}$=0.004mol，根據反應2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O可知1.17g樣品中含有草酸的物質的量為：0.004mol×$\frac{5}{2}$=0.01mol，草酸的質量為：90g/mol×0.01mol=0.9g，含有結晶水的物質的量為：$\frac{1.17g-0.9g}{18g/mol}$=0.015mol，則該草酸晶體中x=$\frac{0.015mol}{0.01mol}$=1.5，
故答案為：1.5；
（4）為探究催化劑對化學反應速率的影響，除了有催化劑和無催化劑以外，其它條件必須完全相同，則x=2、y=4；催化劑能夠加快反應速率，則加入MnSO₄固體的試管中溶液褪色速率比未加的快，
故答案為：2；4；加入MnSO₄固體的試管中溶液褪色速率比未加的快．

點評 本題考查了探究物質組成、稱量物質含量的方法，題目難度中等，熟練掌握化學實驗基本操作方法為解答關鍵，試題涉及的知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及化學實驗、化學計算能力，是一道質量較好的題目．