题目内容
[化学—选修2：化学与技术]（15分）
草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为 、 。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是 ，滤渣是 ；过滤操作②的滤液是 和 ，滤渣是 。
（3）工艺过程中③和④的目的是 。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是 。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500 mol?L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为 ；列式计算该成品的纯度 。
（1）CO + NaOH
HCOONa 2HCOONa
Na2C2O4 + H2↑
（2）NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4
（3）分别循环利用氢氧化钠和硫酸（降低成本），减小污染。
（4）Na2SO4
（5）5C2O2- 4 + 2MnO- 4 + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2↑
×100%=94.5%
【解析】
（1）根据工艺流程图可知：CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠方程式为CO + NaOHHCOONa，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式为2HCOONaNa2C2O4 + H2↑。
（2）根据反应原理和溶解性，由示意图可知，过滤操作①的滤液是NaOH溶液，滤渣是CaC2O4；过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，滤渣是CaSO4。
（3）根据工艺过程可知，工艺③可以循环利用氢氧化钠，工艺④可以循环利用硫酸，既提高了原料的利用率，又降低了成本，减小污染。
（4）甲酸钠脱氢后的产物为草酸钠，直接用硫酸酸化，生成草酸和硫酸钠，其中含有的杂质主要是Na2SO4。
（5）在测定过程中，高锰酸钾为氧化剂，草酸为还原剂，反应的离子方程式5C2O2- 4 + 2MnO- 4 + 16H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2↑。根据方程式可得关系式：
5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4
5 2
n 0.05mol/L×15.0×10-3L
解得n(H2C2O4·2H2O)=1.875×10-3mol
则m(H2C2O4·2H2O)=1.875×10-3mol×126g/mol=0.236g
所以成品的纯度ω=
×100%=94.5%
【考点定位】化学与技术、基本操作、工艺流程、氧化还原方程式的书写与化学计算
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