Question

6．二甲酸钾是一种白色晶体，商品名为弗米（Formil），是一种能替代抗生素的促生长剂，化学式为KH（HCOO）₂，具有吸湿性，易溶于水．
二甲酸钾的生产工艺流程如下：

（1）以甲酸和碳酸钾为原料生产二甲酸钾，实验测得反应条件对产品回收率的影响如下：
表1 反应温度对产品回收率的影响

反应温度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
产品回收率（%）	75.6	78.4	80.6	82.6	83.1	82.1	73.7

表2 反应物料比对产品回收率的影响

反应物料比	2：1	3：1	4：1	5：1	6：1	7：1
产品回收率（%）	0	38.4	82． 6	83.6	84.5	84.8

备注：表2中反应物料比为甲酸和无水碳酸钾的物质的量之比．
①写出甲酸和碳酸钾生产二甲酸钾的化学方程式：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O．
②实际生产二甲酸钾时应选择的最佳反应条件是反应温度应控制在50℃∽60℃，反应物料比应选择4：1．由表1可知反应温度过高，反应回收率反而会降低，其原因可能是温度过高，甲酸易挥发．
（2）测定某弗米产品纯度的实验方法如下：
称取该弗米产品2.5g，将其全部溶解在水中，配制成250mL未知浓度的溶液，取出25.00mL于锥形瓶中，再滴加2～3滴指示剂，用0.10mol•L^-1的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液的体积为18.50mL．
①加入的指示剂是酚酞（选填“甲基橙”、“石蕊”或“酚酞”），用NaOH溶液滴定至终点的现象是溶液由无色恰好变成浅红色且在半分钟内不褪色．
②上述弗米产品中二甲酸钾的质量分数为96.2%．

Answer 1

分析 （1）①由信息可知，甲酸与碳酸钾反应生成KH（HCOO）₂，同时生成二氧化碳与水；
②根据表1中温度对产品回收率的影响判断，选择回收率高的温度，50～60℃该范围内回收率最高，温度再高回收率反而降低，由于甲酸易挥发性，可能是甲酸挥发导致；
根据表2中配比对回收率的影响判断，选择回收率高的配比，配比高于4：1时对产物回收率影响不变，会浪费原料；
（2）①滴定终点的pH值应在指示剂变色范围之内，二甲酸钾与氢氧化钠前后反应后溶液呈碱性，应选择酚酞为指示剂；滴定终点时溶液由无色变为浅红色且在半分钟内不褪色；
②令产品中二甲酸钾的质量分数为a，根据关系式KH（HCOO）₂～NaOH列方程计算．

解答 解：（1）①由信息可知，甲酸与碳酸钾反应生成KH（HCOO）₂，同时生成二氧化碳与水，反应方程式为：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O，
故答案为：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O；
②根据表1中温度对产品回收率的影响判断，选择回收率高的温度，50～60℃该范围内回收率最高，温度再高回收率反而降低，故选择50～60℃温度范围；
根据表2中配比对回收率的影响判断，选择回收率高的配比，配比高于4：1时对产物回收率影响不变，会浪费原料，故选择原料配比为4：1；
温度再高回收率反而降低，可能是由于温度过高，甲酸易挥发导致，
故答案为：50、60；4、1；温度过高，甲酸易挥发；
（2）①滴定终点的pH值应在指示剂变色范围之内，二甲酸钾与氢氧化钠前后反应后溶液呈碱性，应选择酚酞为指示剂；滴定终点时溶液由无色变为浅红色且在半分钟内不褪色，
故答案为：酚酞；溶液由无色变为浅红色且在半分钟内不褪色；
②令产品中二甲酸钾的质量分数为a，则：
KH（HCOO）₂～NaOH
130g                   1mol
2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$       0.0185L×0.1mol/L
所以130g：1mol=2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$：0.0185L×0.1mol/L
解得a=96.2%，
故答案为：96.2%．

点评 本题考查有机物的合成、对数据的分析处理及实验条件的选择控制、中和滴定等，难度中等，是对学生综合能力的考查，计算质量分数是易错点，注意二甲酸钾为一元酸，确定二者为1：1反应是关键．