题目内容
【题目】草酸是一种重要的化工产品．实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)。
实验过程如下：
①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；
②控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液；
③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体；
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________；
(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是_________；
(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时，过量的NaOH溶液能将NO，全部吸收，原因是_________(用化学方程式表示)；
(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是________；
(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________。
【答案】碘水 由于温度过高、硝酸浓度过大，导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化 NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 优点：提高HNO3利用率；缺点：NOx吸收不完全 布氏漏斗、吸滤瓶
【解析】
(1)根据淀粉的特性分析解答；
(2)草酸和葡萄糖均具有还原性，升高温度，增大硝酸浓度，硝酸的氧化性越强；
(3)NO中氮元素为+2价，NO2中氮元素为+4价，在碱性条件下，发生价态归中反应；
(4)根据尾气的成分和氢氧化钠和淀粉的性质解答；
(5)根据减压过滤的特点分析解答。
(1)淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解；溶液若不显色，则证明淀粉完全水解，故答案为：碘水；
(2)混酸为65%HNO3与98%H2SO4的混合液，混合液溶于水放热，温度高能加快化学反应，若混酸滴加过快，硝酸浓度过大，导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化，故答案为：温度过高、硝酸浓度过大，导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化；
(3) NO中氮元素为+2价，NO2中氮元素为+4价，在碱性条件下，二者发生反应生成NaNO2，反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，故答案为：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；
(4)尾气为一氧化氮和二氧化氮，用碱吸收，它们将转变为亚硝酸钠完全吸收，如果用淀粉水解液吸收，二氧化氮与水反应生成硝酸，葡萄糖能继续被硝酸氧化，但NOx吸收不完全，故答案为：优点：提高HNO3利用率；缺点：NOx吸收不完全；
(5)减压过滤与常压过滤相比，优点：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀，装置特点：布氏漏斗颈的斜口要远离且面向吸滤瓶的抽气嘴，因此草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有布氏漏斗、吸滤瓶，故答案为：布氏漏斗、吸滤瓶。
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【题目】臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g)，反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A | B | C | D |
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|
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升高温度，正反应方向是放热反应 | 0~3s内，反应速率为：v(NO2)＝0.2 mol·L-1·s-1 | t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 | 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2) |
A.AB.BC.CD.D
【题目】H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。 回答下列问题：
（1）阴阳极同步产生过氧化氢和过硫酸铵[（NH4）2S2O8]的原理如图所示。阳极发生氧化反应的离子是_______，阴极的电极反应式为_________。
（2）100℃时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：
离子 | 加入量/（mg·L-1） | 分解率/% | 离子 | 加入量/（mg·L-1） | 分解率/% | |
无 | — | 2 | Fe3+ | 1.0 | 15 | |
Al3+ | 10 | 2 | Cu2+ | 0.1 | 86 | |
Zn2+ | 10 | 10 | Cr3+ | 0.1 | 96 |
由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是_______。贮运过氧化氢时，可选用的容器材质为________（填标号）。
A 纯铝 B 黄铜 C 铸铁 D 不锈钢
（3）在弱碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：
H2O2（aq）＋Mn2+（aq）=OH（aq）＋Mn3+（aq）＋OH－（aq） ΔH＝a kJ/mol
H2O2（aq）＋Mn3+（aq）＋2OH－（aq）=Mn2+（aq）＋·O2- （aq）＋2H2O（l） Δ＝b kJ/mol
OH（aq）＋·O2-（aq）=O2（g）＋OH－（aq） ΔH＝c kJ/mol
则2H2O2（aq）=2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝_________，该反应的催化剂为________。
（4）298 K时，将10 mL a mol·L1 NaH2PO2、10 mL 2a mol·L1 H2O2溶液和10 mL NaOH溶液混合，发生反应：H2PO2-（aq）＋2H2O2（aq）＋2OH（aq）
PO43-（aq）＋4H2O（l）。溶液中c（PO43-）与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是_______（填标号）。
a c（H2PO2-）＝y mol·L1
b 溶液的pH不再变化
c v（H2O2）＝2v（H2PO2-）
d c（PO43-）/c（H2PO2-）不再变化
②tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③若平衡时溶液的pH＝12，则该反应的平衡常数K为___________。
