题目内容

11．草酸是一种重要的化工原料，长用于有机合成，它属于二元弱酸，易溶于乙醇、水，微溶于乙醚，以甘蔗碎渣（主要成分为纤维素）为原料制取草酸的工业流程如下：

已知：
NO2+ZO+2NaOH═2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO2+H2O
回答下列问题
（1）步骤①水解液中所含主要有机物为CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO（写结构式）浸取时要想提高水解速率除可减小甘蔗碎渣粒度外，还可采取的措施是适当提高温度浸取时硫酸浓度不宜过高，其原因是甘蔗碎渣会被炭化
（2）步驟②会生成草酸，硝酸的还原物为NO2和NO且n（NO2）：n（NO）=3：1，则反应的离子方程式为C6H12O6+12H++12NO3-═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O；生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，则产物中的两种盐n（NaNO2）：n（NaNO3）=3：1
（3）步驟③的主要目的是使葡萄糖充分氧化为草酸
（4）设计步骤⑦和⑧的目的分别是除去草酸表面的水分、除去乙醇使其快速干燥
（5）为了确定产品中H2C2O4.2H2O的纯度，称取10.5g草酸样品，配成250mL溶液，每次实验准确量取20.00mL，草酸溶液，加热适量的稀硫酸，用0.10mol．L-1的KMnO4标准溶液滴定，平行滴定三次，消耗KMnO4标准溶液的体积平均为26.00mL，则产品中H2C2O4.2H2O的质量分数为97.5%．

分析 甘蔗渣的主要成分为纤维素，70%硫酸做催化剂，浸取水解生成葡萄糖，结构简式为：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO，加入稀硝酸，硝酸的还原物为NO2和NO，反应为：C6H12O6+12HNO3═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O，生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，溶液中保持70℃，使葡萄糖充分氧化为草酸，过滤，滤液进行结晶得到草酸晶体，经过水洗、酸洗、乙醇、乙醚作用，得到H2C2O4.2H2O．
（1）甘蔗碎渣，其主要成分为纤维素，步骤①纤维素水解生成葡萄糖，水解为吸热反应，浸取时要想提高水解速率除可减小甘蔗碎渣粒度外，还可采取升高温度的措施，浓硫酸具有脱水性，浸取时硫酸浓度过高，蔗碎渣会被炭化；
（2）步驟②甘蔗渣水解生成的葡萄糖在70%的硫酸为催化剂的作用下，被硝酸氧化为草酸，同时生成NO2和NO，根据原子守恒、得失电子守恒书写方程式；生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，根据反应：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O计算产物中的两种盐的物质的量之比；
（3）步驟③溶液中保持70℃，使葡萄糖充分氧化为草酸；
（4）乙醇易挥发，设计步骤⑦的目的是，除去草酸表面的水分，草酸微溶于乙醚，设计步骤⑧的目的是除去乙醇使其快速干燥；
（5）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，根据氧化还原反应得失电子守恒配平反应方程式，得关系式2KMnO4～5H2C2O4计算，注意溶液体积变化．

解答 解：（1）甘蔗碎渣，其主要成分为纤维素，纤维素属于多糖，水解生成葡萄糖，结构简式为CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO，浸取时，减小甘蔗碎渣粒度为增大接触面积，可提高水解速率，水解为吸热反应，采取升高温度的措施，也可提高水解速率，浓硫酸具有脱水性，浸取时硫酸浓度过高，蔗碎渣会被炭化，
故答案为：CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO；适当提高温度；甘蔗碎渣会被炭化；
（2）步驟②甘蔗渣水解生成的葡萄糖在70%的硫酸为催化剂的作用下，被硝酸氧化为草酸，同时生成NO2和NO，且n（NO2）：n（NO）=3：1，则得到电子为3×1+1×3=6，葡萄糖中碳原子化合价为：0价，H2C2O4中碳原子化合价为+3价，需2个碳原子，即C6H12O6前系数为$\frac{1}{3}$，硝酸前系数为4，根据原子守恒，所以反应方程式为：C6H12O6+12HNO3═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O，离子反应为：C6H12O6+12H++12NO3-═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O，生成的NO2及NO若被NaOH溶液完全吸收，发生反应：NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O，且n（NO2）：n（NO）=3：1，所以产物中的两种盐n（NaNO2）：n（NaNO3）=3：1，
故答案为：C6H12O6+12H++12NO3-═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O；3：1；
（3）步驟③发生C6H12O6+12HNO3═3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O，生成NO2及NO，保持70℃，使葡萄糖充分氧化为草酸，
故答案为：使葡萄糖充分氧化为草酸；
（4）乙醇和水能以任意比互溶，乙醇易挥发，设计步骤⑦的目的是，除去草酸表面的水分，草酸微溶于乙醚，设计步骤⑧的目的是除去乙醇使其快速干燥，
故答案为：除去草酸表面的水分；除去乙醇使其快速干燥；
（5）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，
     由关系式 2KMnO4 ～5H2C2O4可知
               2           5
0.1000mol•L-1×0.0260L      n                             
解得：n=0.0065mol
100mL草酸溶液中草酸物质的量0.0065mol×$\frac{250}{20}$=0.08125mol
草酸晶体的质量分数=$\frac{0.08125mol×126g/mol}{10.50g}$×100%=97.5%；
故答案为：97.5%．

点评 本题考查氧化还原滴定原理与应用、探究影响速率的因素，题目难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．

练习册系列答案
相关题目
12．同温同压下，1体积气体A2与3体积气体B2恰好完全反应生成2体积的气体X，则X的化学式可表示为AB3，反应的化学方程式可表示为A2+3B2=2AB3．
13．下列物质能通过化合反应直接制得的是（　　）
①FeCl2   ②FeCl3   ③Fe（OH）3   ④HCl．
A．只有①②③B．只有②③C．只有①③④D．全部
10．在一定体积0.005mol/LBa（OH）2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液pH=11．假设反应后溶液的体积等于Ba（OH）2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba（OH）2溶液与NaHSO4溶液的体积比是1：4．
6．在一密闭的4L容器中装有2mol SO2和1mol O2，在一定条件下开始反应．2min末测得容器中有0.8mol SO2，请计算：
（1）2min末SO3的浓度；
（2）2min内SO3的平均反应速率．
（3）2min末SO2的转化率．
16．铵明矾[（NH4）xAly（SO4）m•nH2O]为无色、透明晶体．工业常用于制造颜料、媒染剂、净水剂等．制取铵明矾的工艺流程图如下：

（1）25℃时，将0.2mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数Kb≈1×10-5．（忽略混合时溶液体积的变化）
（2）铵明矾的化学式可通过下列实验测定：准确称取4.53g铵明矾配成溶液，加入盐酸酸  化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色沉淀4.66g．另取4.53g铵明矾，配制成250.00mL溶液．准确量取25.00mL 溶液，调节溶液pH约为3.5，加入30.00mL 0.0500mol•L-1乙二胺四乙酸二钠（Na2H2Y）标准溶液，加热至沸，使Al3+与Na2H2Y的反应迅速定量进行；待反应完成后调节溶液为5～6，加入二甲酚橙指示剂，再用0.0500mol•L-1Zn2+滴定液返滴定过量的Na2H2Y，至滴定终点消耗Zn2+滴定液10.00mL．反应的离子方程式为：Al3++H2Y2-═AlY-+2H+，Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+
①若返滴定时，滴定管在使用前未用Zn2+滴定液润洗，测得的Al3+含量将偏低（填“偏高”、或“偏低”或“不变”）；
②调节溶液pH约为3.5的目的是抑制Al3+水解；
③通过计算确定铵明矾的化学式（写出计算过程）．．
3．某有机物A含有C、H、O三种元素，其蒸气密度是相同条件下H2密度的29倍，把1.16g该有机物在O2中充分燃烧，将生成物通过足量碱石灰，碱石灰增重3.72g，又知生成的CO2和H2O的物质的量之比为1：1．
（1）有机物A的分子式C3H6O
（2）该有机物的红外光谱显示该分子是有一个羟基，无甲基的链状结构，请写出A的结构简式及名称CH2=CHCH2OH；丙烯醇．
20．在标准状况下，与5.6g NO的体积相等的NO2的（　　）
A．质量为8.4gB．物质的量为2 mol
C．体积为4.48 LD．原子数目为0.56NA
1．室温下，0.1mol/L的亚硝酸（HNO2）、次氯酸的电离常数Ka分别为：7.1×10-4，2.98×10-8．将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍，c（H+）将减小（填“不变”、“增大”、“减小”）；Ka值将（填“不变”、“增大”、“减小”）不变．写出HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四种物质之间发生的复分解反应的离子方程式HNO2+ClO-=NO2-+HClO．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网