Question

【題目】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(wèn)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(guò)濾操作，過(guò)濾操作①的濾液是_______，濾渣是_______；過(guò)濾操作②的濾液是__________和___________，濾渣是______________。

（3）工藝過(guò)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溶于水中，用0.0500 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至粉紅色不消褪，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】CO + NaOHHCOONa 2HCOONaNa2C2O4+ H2↑ NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4 分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸（降低成本），減小污染 Na2SO4 5C2O42-+ 2MnO4-+ 16H+= 2Mn2++ 8H2O + 10CO2↑ ×100%=94.5%

【解析】

（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，甲酸鈉加熱脫氫的化學(xué)反應(yīng)方程式為2HCOONaNa2C2O4+ H2↑。

（2）“鈣化”發(fā)生的反應(yīng)為Na2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓+2NaOH，過(guò)濾操作①的濾液是NaOH溶液，濾渣是CaC2O4；CaC2O4中加入硫酸酸化，發(fā)生反應(yīng)CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4，結(jié)合流程，過(guò)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(guò)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(guò)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5C2O42-+ 2MnO4-+ 16H+= 2Mn2++ 8H2O + 10CO2↑；根據(jù)方程式可得關(guān)系式：5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4，n(H2C2O4·2H2O)=n(KMnO4)=×0.0500mol/L×，則m(H2C2O4·2H2O)=×0.0500mol/L××126g/mol，所以成品的純度ω=×0.0500mol/L××126g/mol ÷0.250g=×100%=94.5%。