Question

【题目】淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图1所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)：实验过程如图1：

①将1:1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中，水浴加热至85℃90℃，保持30min， 然后逐渐将温度降至60℃左右；

②将一定量的淀粉水解液加入二颈烧瓶中；

③控制反应液温度在5560℃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；

④反应3h左右，冷却，减压过滤后得草酸晶体粗品，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：

⑤C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O

C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O

3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O

请回答下列问题：

(1) 实验①加入98%硫酸少许的目的是：____________。

(2) 实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是____________。

(3) 装置B的作用是________，为使尾气充分吸收，C中试剂是____________。

(4) 重结晶时，将草酸晶体粗品经①加热溶解、②趁热过滤、③冷却结晶、④过滤洗涤、⑤干燥等实验步骤，得到较纯净的草酸晶体。该过程中可将粗品中溶解度较大的杂质在_____(填上述步骤序号)时除去；

(5)将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸。

用酸性KMnO4标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：____________，称取该样品加适量水完全溶解，然后用0.02000mol/L的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图2，则消耗KMnO4溶液的体积为____________。

Answer 1

【答案】 加快淀粉水解的速度(或起到催化剂的作用) 温度过高，硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化 作安全瓶 NaOH溶液 ④ 2MnO4+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 16.00mL

【解析】(1)浓硫酸具有强氧化性、吸水性和脱水性，本题实验是将C6H12O6用硝酸氧化可以制备草酸，浓硫酸作催化剂且浓硫酸吸水有利于向生成草酸的方向移动，故答案为：加快淀粉水解的速度(或起到催化剂的作用)；

(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，硝酸能进一步氧化H2C2O4成二氧化碳，故答案为：温度过高，硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化；

(3)装置B的作用是防止发生装置和吸收装置间发生倒吸，起到安全瓶的作用，反应的尾气中有氮的氧化物，会污染空气，需要用氢氧化钠溶液吸收，所以C中试剂是NaOH溶液，故答案为：作安全瓶；NaOH溶液；

(4)根据题中实验步骤可知，通过重结晶得草酸晶体时，草酸晶体析出，溶解度较大的杂质留在溶液中，应该在步骤④中除去，溶解度较小的杂质最后过滤时留在滤纸上，故答案为：④；

(5)在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水，离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，图示滴定管消耗溶液体积为：18.50mL-2.50mL=16.00mL，故答案为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；16.00mL。