Question

【題目】[化學(xué)――選修2：化學(xué)與技術(shù)]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（含兩個(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(cè)定。稱量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反應(yīng)的離子方程式為 ；列式計(jì)算該成品的純度 。

Answer 1

【答案】（1）CO＋NaOHHCOONa；2HCOONaNa2C2O4 + H2↑

（2）NaOH溶液；CaC2O4；H2C2O4溶液；H2SO4溶液；CaSO4 （5分）

（3）分別循環(huán)利用氫氧化鈉溶液和硫酸（降低成本），減小污染。（1分） （4）Na2SO4 （1分）

（5）5C2O42－+2MnO4－+16H+＝2Mn2++8H2O+10CO2↑（2分） 94.5% （2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)工藝流程圖可知：CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉方程式為CO＋NaOHHCOONa；甲酸鈉加熱脫氫的同時(shí)還有草酸鈉生成，因此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2HCOONaNa2C2O4 + H2↑。

（2）根據(jù)反應(yīng)原理和溶解性以及示意圖可知，過濾操作①的濾液是NaOH溶液，濾渣是CaC2O4；過濾操作②的濾液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，濾渣是CaSO4。

（3）根據(jù)工藝過程可知，工藝③可以循環(huán)利用氫氧化鈉，工藝④可以循環(huán)利用硫酸，既提高了原料的利用率，又降低了成本，減小污染。

（4）甲酸鈉脫氫后的產(chǎn)物為草酸鈉，直接用硫酸酸化，生成草酸和硫酸鈉，其中含有的雜質(zhì)主要是Na2SO4。

（5）在測(cè)定過程中，高錳酸鉀為氧化劑，草酸為還原劑，反應(yīng)的離子方程式5C2O2- 4 + 2MnO- 4 + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2↑。根據(jù)方程式可得關(guān)系式：

5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4

5 2

n 0.05mol/L×15.0×10-3L

解得n（H2C2O4·2H2O）=1.875×10-3mol

則m（H2C2O4·2H2O）=1.875×10-3mol×126g/mol=0.236g

所以成品的純度ω=×100%=94.5%。