题目内容
【题目】草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如右：
回答下列问题：
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：__________________、_______________。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是___________，滤渣是________；过滤操作②的滤液是____________和____________，滤渣是_______。
（3）工艺过程中③和④的目的是______________。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是____________________。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.0500 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00 mL，反应的离子方程式为__________________；
列式计算该成品的纯度____________________________。
【答案】CO＋NaOH
HCOONa 2HCOONa
Na2C2O4＋H2↑ NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4 分别循环利用氢氧化钠和硫酸(降低成本)，减小污染 Na2SO4 5C2O42－+2MnO4－+16H＋==2Mn2＋+8H2O+10CO2↑ 
【解析】
根据流程图知，一定条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠，反应方程式为：CO＋NaOHHCOONa，加热条件下，甲酸钠脱氢生成草酸钠，由原子守恒可知有氢气生成，反应方程式为2HCOONa Na2C2O4＋H2↑。草酸钠与氢氧化钙反应得到草酸钙与氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，浓缩后循环利用，固体为Ca C2O4，草酸钙与硫酸反应得到硫酸钙与草酸钠，则滤渣为CaSO4，滤液B为草酸钠溶液，再经过结晶、干燥得到草酸钠晶体，母液中含有硫酸和草酸，可循环利用。
（1）根据工艺流程图可知：CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠方程式为CO＋NaOHHCOONa；甲酸钠加热脱氢的同时还有草酸钠生成，因此反应的化学反应方程式为2HCOONa Na2C2O4＋H2↑。
（2）根据反应原理和溶解性以及示意图可知，过滤操作①的滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，滤渣是CaSO4。
（3）根据工艺过程可知，工艺③可以循环利用氢氧化钠，工艺④可以循环利用硫酸，既提高了原料的利用率，又降低了成本，减小污染。
（4）甲酸钠脱氢后的产物为草酸钠，直接用硫酸酸化，生成草酸和硫酸钠，其中含有的杂质主要是Na2SO4。
（5）在测定过程中，高锰酸钾为氧化剂，草酸为还原剂，反应的离子方程式5C2O42- + 2MnO4- + 16H+= 2Mn2++ 8H2O + 10CO2↑。根据方程式可得关系式：
5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4
5 2
n 0.05mol/L×15.0×10-3L
解得n（H2C2O4·2H2O）=1.875×10-3mol
则m（H2C2O4·2H2O）=1.875×10-3mol×126g/mol=0.236g
所以成品的纯度ω=
×100%=94.5%。
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