题目内容

5．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三颈烧瓶中；
③控制反应液温度在55～60℃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：
C6H12O6+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：加快淀粉水解的速度（或起到催化剂的作用）．
（2）冷凝水的进口是a（填a或b）；实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是温度过高，硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化．
（3）装置B的作用是作安全瓶．为使尾气充分吸收，C中试剂是NaOH溶液．
（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④（填上述步骤序号）时除去；而粗品中溶解度较小的杂质最后留存在滤纸上（填“滤纸上”或“滤液中”）．
（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KMnO4标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，称取该样品加适量水完全溶解，然后用0.02000mol•L-1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16.00mL．

分析 （1）根据浓硫酸的三大特性结合反应解答；
（2）冷凝效果逆流效果好；浓硫酸溶于水放热；草酸具有还原性，硝酸能进一步氧化C6H12O6和H2C2O4；
（3）装置B的作用是防止发生装置和吸收装置间发生倒吸；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；
（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，溶解度较小的杂质最后过滤时留在滤纸上；
（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，根据书写离子方程式；根据图示判断消耗KMnO4溶液的体积．

解答 解：（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）冷凝效果逆流效果好，冷凝水的进口是a进b出，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：a；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；滤纸上；
（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．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，注意把握实验的原理，熟练进行氧化还原计算是解答的关键，试题有利于提高学生水的分析、理解能力及化学计算能力．

练习册系列答案
相关题目
15．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一，在空气中被氧化生成的产物为Na2SO4．某小组进行如下实验：

实验一  焦亚硫酸钠的制取
采用图1装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5．装置II中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：
Na2SO3+SO2═Na2S2O5
（1）装置I中产生气体的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）要从装置II中获得已析出的晶体，可采用的分离方法是过滤，该方法用到的玻璃仪器除烧杯还需玻璃棒、漏斗．
（3）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置如图2（夹持仪器已略去）为d（填序号）．
实验二  焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3
（4）NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是ae（填序号）．
a．测定溶液的pH
b．加入Ba（OH）2溶液
c．加入盐酸
d．加入品红溶液
e．用蓝色石蕊试纸检测
（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
9．醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料．一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如图：

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表：
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20℃时溶解性（H2O）
Fe3+1.13.2CaSO4微溶
Fe2+5.88.8NiF可溶
Al3+3.05.0CaF2难溶
Ni2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6×10-4
（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是5.0≤pH＜6.7．
（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是SiO2、CaSO4、CaF2．
（3）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体．写出该反应的化学方程式NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O．
（4）沉镍前c（Ni2+）=2.0mol•L-1，欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c（Ni2+）≤10-5mol•L-1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为31.4g．（保留小数点后1位）
6．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4mol NH3和0.3mol O2发生反应，5min后达到平衡，测得NH3的转化率为50%．
①平衡时O2的转化率为83.3%．
②0～5min内O2的平均反应率v（O2）为0.025mol/（L•min）．
③平衡时，H2O（g）的体积分数为40%．
13．某化学兴趣小组利用工业废弃固体（主要成分为Cu2S和FeS2）制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体，设计方案如图所示：

已知：T℃时，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20，Ksp[Fe（OH）2]=6.0×10-16，Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-38．
（1）为了提高废弃固体的灼烧速率，可以采取的措施有将废弃固体粉碎成细小的颗粒、通入氧气（写出两条）．
（2）FeS2在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为11：4．
（3）溶液C在氮气的环境下，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体．
（4）常温下，固体D、O2和稀硫酸混合后几乎不反应，但加入少量溶液C立即发生反应，则溶液C对该反应起催化作用，其中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+．
（5）除杂时先加入双氧水，然后加入试剂Z调节溶液的pH值使铁离子完全沉淀：
①加入的试剂Z可以是BC．
A． NaOH         B．CuO        C．Cu（OH）2        D．NH3•H2O
②若除杂时溶液中Cu2+浓度为2.0mol•L-1，则加入试剂Z调节溶液的pH至3≤pH＜4．
2．Ⅰ、有机物A、B、C、D、E之间发生如图的转化：

（1）写出C物质的结构简式：CH3CHO．
（2）上述②～⑧转化反应中，属于取代反应的有⑤；
（3）属于加成反应的有⑧．（用反应序号填写）
（4）向A的水溶液中加入新制的Cu（OH）2并加热时产生的实验现象是有（砖）红色沉淀产生．
请写出下列转化的化学反应方程式：
（5）B+D→E：CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O；
（6）乙烯生成聚乙烯：．
Ⅱ、己知葡萄糖在乳酸菌的作用下转化为乳酸，乳酸的结构简式为．
试回答：
（7）乳酸分子中含有羧基和羟基两种官能团（写名称）．
（8）乳酸与金属钠反应的化学方程式为．
（9）乳酸与Na2CO3溶液反应的化学方程式为．
（10）乳酸在浓硫酸作用下，两分子相互发生酯化反应生成环状酯，此环状酯的结构简式为．
9．在容积为 1.0L 的密闭容器中进行反应：A（g）=B（g）+C（g），A 的初始浓度为 0.5mol?L-1．在温度T1、T2 下，A 的浓度与时间关系如图所示，回答下列问题：
（1）T1＜ T2，该反应△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）若T2 温度时，5min 后反应达到平衡，A 的转化率为70%，则：
①平衡时体系总的物质的量为0.85mol．
②该反应的平衡常数K=0.82（结果保留两位小数）．
③该反应在0～5min 内的平均反应速率v（A）=0.07mol/（L•min）．
6．已知A、B分别是两种基本化石燃料，通过步骤①和②加工利用得到常见的烃D和E，D和E所有原子均处于同一平面，E在标准状况下的密度为1.25g/L．A-I之间的转化关系如图：
（1）有机物H含有的官能团名称是醛基．
（2）第④步在催化剂条件下发生加成反应，该反应的化学方程式是CH2=CH2+$\stackrel{催化剂}{→}$，
（3）加工利用A步骤①的名称为煤的干馏
（4）下列说法正确的是BD
A．反应⑨的条件是NaOH溶液加热      
B．不用任何试剂就能区分G和I
C．C4H8O2和有机物I的混合物，可通过分液的方法分离
D．相同条件下，金属Na在I中的反应速率比在G中快．
1．PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式PF5+4H2O═H3PO4+5HF．

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