题目内容
【题目】草酸(二元弱酸,分子式为H2C2O4)遍布于自然界,几乎所有的植物都含有草酸钙(CaC2O4)。
(1) 葡萄糖(C6H12O6)与HNO3反应可生成草酸和NO,其化学方程式为________。
(2) 相当一部分肾结石的主要成分是CaC2O4。若某人每天排尿量为1.4 L,含0.10 g Ca2+。当尿液中c(C2O42-)>________mol·L-1时,易形成CaC2O4沉淀。[已知Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9]
(3) 测定某草酸晶体(H2C2O4·xH2O)组成的实验如下:
步骤1:准确称取0. 550 8 g邻苯二甲酸氢钾(结构简式为)于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液的体积为22.50 mL。
步骤2:准确称取0.151 2 g草酸晶体于锥形瓶中,用蒸馏水溶解,以酚酞作指示剂,用步骤1中所用NaOH溶液滴定至终点(H2C2O4+2NaOH===Na2C2O4+2H2O),消耗NaOH溶液的体积为20.00 mL。
①“步骤1”的目的是____________________________________。
②计算x的值(写出计算过程)__________________________________。
【答案】C6H12O6+6HNO3===3H2C2O4+6H2O+6NO↑ 1.3×10-6 测定NaOH溶液的准确浓度 x=2
【解析】
(1)依据氧化还原反应规律书写其方程式;
(2)根据c=得出溶液中的钙离子浓度,再依据溶度积公式求出草酸根离子浓度;
(3)利用邻苯二甲酸氢钾可以滴定氢氧化钠,再利用氢氧化钠标准液测定草酸的浓度,依据物质的量之间的关系,列出关系式,求出草酸的物质的量,根据总质量间接再求出水的质量,进一步得出结晶水的个数。
(1)HNO3将葡萄糖(C6H12O6)氧化为草酸,C元素从0价升高到+2价,N元素从+5价降低到+2价,则根据电子转移数守恒、原子守恒可知,化学方程式为:C6H12O6+6HNO3===3H2C2O4+6H2O+6NO↑;
(2)c(Ca2+)===0.00179mol/L,又Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9=,因此当形成沉淀时溶液中c(C2O42-)>1.3×10-6;
(3)①“步骤1”中用准确称量的邻苯二甲酸氢钾测定氢氧化钠溶液的准确浓度,由于两者按物质的量1:1反应,故在滴定终点时,两者物质的量相等,根据邻苯二甲酸氢钾的物质的量和消耗的氢氧化钠溶液的体积即可测定出氢氧化钠溶液的准确浓度,故答案为测定NaOH溶液的准确浓度;
②0. 550 8 g邻苯二甲酸氢钾的物质的量n(酸)==0.0027mol, 测定NaOH溶液的准确浓度c(NaOH) ==0.1194mol/L,
又草酸与氢氧化钠反应,根据H2C2O4+2NaOH===Na2C2O4+2H2O可知,2n(H2C2O4)=c(NaOH) ·V(NaOH),n(H2C2O4)==1.194×10-3 mol,所以n(H2C2O4·xH2O)= 1.194×10-3 mol,
则 n(H2C2O4) ·M(H2C2O4)= 1.194×10-3 mol×(94+18x)g/mol=0.1512g,则晶体中水的个数x2,
故x=2。
【题目】正丁醚常作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O+H2O
反应物和产物的相关数据如下:
相对分子质量 | 沸点/℃ | 密度/(g·cm-3) | 水中溶解性 | |
正丁醇 | 74 | 117.2 | 0.8109 | 微溶 |
正丁醚 | 130 | 142.0 | 0.7704 | 几乎不溶 |
合成反应:
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇,按一定顺序添加到A中。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
分离提纯:
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11g。
请回答:
(1)步骤①中还需要加入____,加热A前,需向B中通入水,____(填“a”或“b”)是B的出水口。
(2)步骤③的目的是初步洗去____,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的____(填“上口”或“下口”)分离出。
(3)步骤④中最后一次水洗的作用为____。
(4)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集(填选项字母)____左右温度的馏分。
a.100℃ b.117℃ c.135℃ d.142℃
(5)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满液体时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分是____。
(6)本实验中,正丁醚的产率为____。