Question

草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑，用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn)。一種制備草酸(含2個(gè)結(jié)晶水)的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學(xué)反應(yīng)方程式分別為________________、________________。

(2)該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作①的濾液是________，濾渣是________；過濾操作②的濾液是________和________，濾渣是________。

(3)工藝過程中③和④的目的是_________________________________。

(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點(diǎn)是產(chǎn)品不純，其中含有的雜質(zhì)主要是__________________。

(5)結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO₄溶液15.00 mL，反應(yīng)的離子方程式為______________________；列式計(jì)算該成品的純度____________________。

Answer 1

解析　(1)分析題中信息可知，NaOH與CO在一定條件下合成甲酸鈉的方程式為NaOH＋COHCOONa；甲酸鈉脫氫的反應(yīng)可先寫成HCOONa―→Na₂C₂O₄，分析元素組成知還應(yīng)該有H₂生成，配平即可。(2)Na₂C₂O₄與Ca(OH)₂反應(yīng)生成CaC₂O₄和NaOH，故過濾操作①的濾液是NaOH溶液，濾渣是CaC₂O₄；CaC₂O₄與硫酸反應(yīng)可以得到草酸和硫酸鈣，故過濾操作②的濾液是草酸及沒有反應(yīng)完的硫酸，濾渣是硫酸鈣。(3)工藝過程中③是回收NaOH，供循環(huán)生產(chǎn)使用，工藝過程中④是回收硫酸，供循環(huán)生產(chǎn)使用，降低生產(chǎn)成本及減小環(huán)境污染。(4)草酸鈉與硫酸混合可得到草酸及硫酸鈉，故雜質(zhì)是硫酸鈉。(5)草酸與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)時(shí)，草酸被氧化為CO₂，KMnO₄被還原為Mn^2＋，溶液中H^＋參與反應(yīng)，由此可寫出相應(yīng)的離子方程式。依得失電子守恒原理有2n(H₂C₂O₄)＝5×0.05 mol·L^－1×0.015 L，n(H₂C₂O₄)＝1.875×10^－3 mol，故草酸晶體的純度為126 g·mol^－1××100%＝94.5%。

答案　(1)CO＋NaOHHCOONa

2HCOONaNa₂C₂O₄＋H₂↑

(2)NaOH溶液　CaC₂O₄　H₂C₂O₄溶液　H₂SO₄溶液　CaSO₄

(3)分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸(降低成本)，減小污染

(4)Na₂SO₄

(5)5C₂O＋2MnO＋16H^＋===2Mn^2＋＋8H₂O＋10CO₂↑

×100%＝94.5%