题目内容

7．草酸是一种重要的化工原料，广泛用于药物生产、高分子合成等工业．某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解-氧化-水解循环进行制取草酸．查阅资料得知：
（1）易溶于乙醇和水，微溶于乙醚（易挥发），难溶于苯和四氯化碳．
（2）草酸具有很强的还原性

请跟据以上信息回答下列问题：
（1）氧化-水解过程是在上图1的装置中进行的，指出装置A的名称三颈烧瓶．
（2）氧化-水解过程中，在硝酸用量、反应的时间等条件均相同的情况下，改变反应温度以考察反应温度对草酸产率的影响，结果如上图2所示，请选择最佳的反应温度为70℃，实验中若混酸滴加过快或温度过高，将导致草酸产率下降，其原因是草酸易被浓硫酸或硝酸氧化．
（3）得到粗产品后，洗涤时选择乙醚 作洗涤剂，理由是易挥发，无残留．
（4）为了确定产品中H2C2O4•2H2O（M=126g/mol）的纯度，称取10.0g草酸样品，配成250mL溶液，每次实验时准确量取25.00mL草酸溶液，加入适量的稀硫酸，用0.1mol/LKMnO4标准溶液滴定．平行滴定三次，重复滴定三次，每次消耗KMnO4标准溶液的体积如下表所示
第一次第二次第三次
体积（mL）16.10mL16.60mL15.90mL
①写出滴定过程中的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O．
②在草酸纯度测定的实验过程中，下列说法正确的是：CD．
A．配制标准液时，若KMnO4不纯（杂质不与待测液反应），会使实验误差偏低
B．润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需的酸或碱液，使滴定管内壁充分润洗
C．滴定时，眼睛注视锥形瓶，观察溶液颜色变化
D．滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，会使实验误差偏高
③判断滴定已经达到终点的方法是：向锥形瓶中滴入最后一滴高锰酸钾标准液，锥形瓶中溶液变成浅红色且半分钟后不变色．
④草酸晶体的纯度为50.4%．

分析 （1）由仪器结构特征，可知仪器A为三颈烧瓶；
（2）根据草酸的回收率最高时判断最佳反应温度；浓硫酸、硝酸具有强氧化性，可以氧化草酸；
（3）草酸易溶于乙醇和水，微溶于乙醚，且乙醚易挥发，用乙醚洗涤；
（4）①酸性条件下高锰酸钾将草酸氧化为二氧化碳，自身被还原为锰离子；
②A．配制标准液时，若KMnO4不纯（杂质不与待测液反应），消耗高锰酸钾溶液体积偏大；
B．润洗滴定管时，不需要加满所需的酸或碱液，导致药品的浪费；
C．滴定时，眼睛注视锥形瓶，观察溶液颜色变化，判断反应终点；
D．滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，会使消耗高锰酸钾溶液的体积读数偏大；
③由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，草酸反应完毕，滴入最后一滴高锰酸钾标准液，锥形瓶中溶液变成浅红，反应到达终点；
④第2次数据与其它两次相差较大，应舍弃，其它两次平均值为消耗酸性高锰酸钾溶液体积，根据n=cV计算反应中消耗高锰酸钾的物质的量，根据方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O计算25mL草酸的物质的量，再计算原样品中草酸的物质的量，进而计算草酸晶体的纯度．

解答 解：（1）由仪器结构特征，可知仪器A为三颈烧瓶，
故答案为：三颈烧瓶；
（2）根据图3可知，在温度为70℃时，草酸的收率最高，所以选择的最佳反应温度是70℃，
浓硫酸、硝酸具有强氧化性，可以氧化草酸，混酸滴加过快或温度过高，将导致草酸产率下降，
故答案为：70℃；草酸易被浓硫酸或硝酸氧化；
（3）草酸易溶于乙醇和水，微溶于乙醚，且乙醚易挥发，用乙醚洗涤，
故答案为：乙醚；易挥发，无残留；
（4）①酸性条件下高锰酸钾将草酸氧化为二氧化碳，自身被还原为锰离子，反应离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
故答案为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；
根据草酸溶液的酸碱性及量取溶液的精确度选用相应的仪器；
②A．配制标准液时，若KMnO4不纯（杂质不与待测液反应），消耗高锰酸钾溶液体积偏大，使实验误差偏偏高，故A错误；
B．润洗滴定管时，不需要加满所需的酸或碱液，导致药品的浪费，故B错误；
C．滴定时，眼睛注视锥形瓶，观察溶液颜色变化，判断反应终点，故C正确；
D．滴定终点读取滴定管刻度时，仰视标准液液面，会使消耗高锰酸钾溶液的体积读数偏大，会使实验误差偏高，故D正确．
故选：CD；
③由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，所以滴定终点的判断依据是：向锥形瓶中滴入最后一滴高锰酸钾标准液，锥形瓶中溶液变成浅红色且半分钟后不变色，
故答案为：向锥形瓶中滴入最后一滴高锰酸钾标准液，锥形瓶中溶液变成浅红色且半分钟后不变色；
④第2次数据与其它两次相差较大，应舍弃，消耗酸性高锰酸钾溶液体积为$\frac{（16.10+15.90）ml}{2}$=16.00mL，反应中消耗高锰酸钾的物质的量是0.016L×0.1mol/L=0.0016mol，根据方程式：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，可知25mL溶液中草酸的物质的量是0.0016mol×$\frac{5}{2}$=0.004mol，因此原样品中草酸的物质的量是0.004mol×$\frac{250ml}{25ml}$=0.04mol，则质量=0.04mol×126g/mol=5.04g，所以草酸的纯度是$\frac{5.04g}{10.0g}$×100%=50.4%．
故答案为：50.4%．

点评 本题考查有机物制备实验方案设计，涉及化学仪器、对装置的分析评价、实验条件的选择控制、物质含量的测定、氧化还原反应滴定等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．下列说法不正确的是（　　）
A．物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B．101kPa时，2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1，H2（g）的燃烧热为285.8kJ•mol-1
C．在相同条件下的稀溶液中，1molHCl、1molHNO3分别与足量NaOH充分反应，放出的热量相等
D．H2+Cl2═2HCl的能量变化情况可用如图表示
10．现有浓度均为2mol•L-1的FeCl3、FeCl2、CuCl2 混合溶液100mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空．
（1）反应完毕后，有铜生成，铁粉无剩余．则反应完毕后溶液一定含有Fe2+阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是0.25mol＜n（Fe2+）≤0.35mol．
（2）反应完毕后，铁粉有剩余：①反应完毕后，溶液中一定含有Fe2+阳离子，为0.35mol，一定没有Fe3+、Cu2+阳离子； 
②固体物质干燥后，其中一定有Fe、Cu，与反应前加入铁粉质量相比少（填“多”或“少”）4g．
7．下列分类或归类不正确的是（　　）①蓝矾、液态氯化氢、冰水混合物均为纯净物②Mn2O7、P2O5、SO3、CO2均属于酸性氧化物③明矾、烧碱、硫酸钡均为强电解质④C60、金刚石、石墨均为碳的同素异形体⑤蛋白质溶液、淀粉溶液、雾、墨水均为胶体．
A．无B．①②⑤C．①②④⑤D．①②③
2．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一．某研究小组进行如下实验：
（1）实验一　焦亚硫酸钠的制取
采用如图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取了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，可采取的分离方法是过滤．
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为d（填序号）．

（2）实验二　焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3．
（4）证明NaHSO3溶液中HSO${\;}_{3}^{-}$的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是a、e（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）检测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，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
（3）实验三　葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（6）葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂．测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）的方案如下：
葡萄酒样品100.00mL$→_{蒸馏}^{盐酸}$馏分$\underset{\stackrel{一定条件，淀粉溶液}{→}}{用0.01000mol•{L}^{-1}标准{I}_{2}溶液滴定}$溶液出现蓝色且30 s内不褪色
（已知：滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI）
①按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量（以游离SO2计算）为0.16g•L-1．
②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．
12．硝基苯是重要的化工原料，用途广泛．制备反应如下：组装如图1反应装置． 制备、提纯硝基苯流程如图2：

可能用到的有关数据列表如下：
物　质熔点/℃沸点/℃密度（20℃）/g•cm-3溶解性
苯5.5800.88微溶于水
硝基苯5.7210.91.205难溶于水
浓硝酸-831.4易溶于水
浓硫酸-3381.84易溶于水
请回答下列问题：
（1）配制混酸应在烧杯中先加入浓硝酸；实验装置中长玻璃管最好用球形冷凝管（或蛇形冷凝管）代替（填仪器名称）；恒压滴液漏斗的优点是使混合酸能顺利流下．
（2）反应温度控制在50～60℃的原因是防止副反应发生；反应结束后产物在下层（填“上”或者“下”），步骤②分离混酸和产品的操作名称是分液．
（3）用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时，怎样验证液体已洗净？取最后一次洗涤液，向溶液中加入氯化钙，无沉淀生成，说明已洗净．
（4）固体D的名称为无水氯化钙或无水硫酸镁．
（5）用铁粉、稀盐酸与硝基苯（用Ph-NO2表示 ）反应可生成染料中间体苯胺（Ph-NH2），其反应的化学方程式为C6H5NO2+3Fe+6HCl→C6H5NH2+3FeCl2+2H2O．
19．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌．以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出产品NaClO2•3H2O；
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下．
（1）发生器中发生反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-．发生器中鼓入空气的作用可能是c．
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性     b．将NaClO3还原为ClO2     c．稀释ClO2以防止爆炸
（2）吸收塔内发生反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑；吸收塔内的温度不能超过20℃，其目的是防止H2O2分解．
（3）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中．以下还可以选择的还原剂是a（选填序号）．
a．Na2O2            b．Na2S               c．FeCl2
（4）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）某学习小组用碘量法测定粗产品中亚氯酸钠的含量，实验如下：
a．准确称取所得亚氯酸钠样品m g于小烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应，将所得混合液配成250ml待测溶液．
（已知：ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-）
b．移取25.00ml待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，重复2次，测得平均值为V ml．（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
①达到滴定终点时的现象为滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色．
②该样品中NaClO2的质量分数为$\frac{22.625cV}{m}$%（用含m、c、V的代数式表示，结果化成最简．）
16．A是石油裂解主要产物之一，其产量常用于衡量一个石油化工发展水平的标志．
（1）写出下列物质间转化的化学方程式，并注明反应条件．
A$\stackrel{①}{→}$CH3CH2OH$\stackrel{②}{→}$CH3CHO
①CH2=CH2+H2O$\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH2OH
②2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O
（2）如图是实验室利用无水乙醇、冰醋酸和浓硫酸制备乙酸乙酯的实验装置．试回答：
①乙酸分子中官能团的名称是羧基．
②写出甲中反应的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O．
③小试管乙中饱和溶液的主要作用是：
a除去乙酸； b 溶解乙醇；  c降低乙酸乙酯的溶解度．
④实验时需要向反应试管中加入碎瓷片，目的是防暴沸．
⑤制得的乙酸乙酯在试管乙中饱和Na2CO3溶液的上层（填“上层”、“下层”）．
17．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．在pH=1的溶液中：SO32-、Cl-、NO3-、Na+
B．在能使酚酞变红的溶液中：Na+、Cl-、NO3-、K+
C．在1 mol•L-1的NaAlO2溶液中：K+、Ba2+、SO42-、OH-
D．在1 mol•L-1的AlCl3溶液中：NH4+、Ag+、Na+、NO3-

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