题目内容

7．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．一种制备草酸晶体（H2C2O4•2H2O）的工艺流程如图：
（1）写出第②步脱氢的化学反应方程式2HCOONa$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2C2O4+H2↑；
（2）用化学式表示：ACaC2O4，滤渣CaSO4；
（3）如何证明第①步反应有甲酸钠生成，实验操作为取①反应后的溶液于试管中，加入银氨溶液，加热有银镜现象产生，再加入硫酸，生成的气体通过澄清石灰水变浑浊，可以证明有甲酸钠生成；
（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Na2SO4；
（5）第③步得到的草酸晶体的纯度用高锰酸钾法测定．称量草酸成品0.250g溶于水，用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色半分钟内不消褪，消耗KMNO4溶液15.00mL，则该草酸成品的纯度为94.5%，若上述实验过程中不慎将KMnO4溶液滴了1滴至锥形瓶外，则上述计算结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

分析 根据流程图知，一定条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠，反应方程式为：CO+NaOH$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$HCOONa，加热条件下，甲酸钠脱氢生成草酸钠，由原子守恒可知有氢气生成，反应方程式为：2HCOONa$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2C2O4+H2↑．草酸钠与氢氧化钙反应得到草酸钙与氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，A是CaC2O4，草酸钙与硫酸反应得到硫酸钙与草酸钠，则滤渣为CaSO4，滤液B为草酸钠溶液，再经过结晶、干燥得到草酸钠晶体．
（3）利用银镜反应检验生成物中是否含有醛基，发生银镜反应后溶液中加入酸进行酸化，再将气体通入澄清的石灰水检验有二氧化碳生成，可以证明有甲酸钠生成；
（4）草酸钠与硫酸混合可得到草酸及硫酸钠；
（5）发生反应：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，根据方程式计算样品中草酸的质量，进而计算草酸的质量分数；若上述实验过程中不慎将KMnO4溶液滴了1滴至锥形瓶外，导致消耗高锰酸钾溶液的体积偏大，计算测定草酸的质量偏大．

解答 解：根据流程图知，一定条件下，一氧化碳和氢氧化钠反应生成甲酸钠，反应方程式为：CO+NaOH$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$HCOONa，加热条件下，甲酸钠脱氢生成草酸钠，由原子守恒可知有氢气生成，反应方程式为：2HCOONa$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2C2O4+H2↑．草酸钠与氢氧化钙反应得到草酸钙与氢氧化钠，滤液是NaOH溶液，A是CaC2O4，草酸钙与硫酸反应得到硫酸钙与草酸钠，则滤渣为CaSO4，滤液B为草酸钠溶液，再经过结晶、干燥得到草酸钠晶体．
（1）由上述分析可知，第②步脱氢的化学反应方程式为：2HCOONa$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2C2O4+H2↑，
故答案为：2HCOONa$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2C2O4+H2↑；
（2）由上述分析可知，A为CaC2O4，滤渣为CaSO4，
故答案为：CaC2O4；CaSO4；
（3）证明有甲酸钠生成的实验方案为：取①反应后的溶液遇于试管中，加入银氨溶液，加热有银镜现象产生，再加入硫酸，生成的气体通过澄清石灰水变浑浊，可以证明有甲酸钠生成，
故答案为：取①反应后的溶液于试管中，加入银氨溶液，加热有银镜现象产生，再加入硫酸，生成的气体通过澄清石灰水变浑浊，可以证明有甲酸钠生成；
（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，故答案为：Na2SO4；
（5）在测定过程中，高锰酸钾为氧化剂，草酸为还原剂，反应的离子方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，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=$\frac{0.236g}{0.25g}$×100%=94.5%，
若上述实验过程中不慎将KMnO4溶液滴了1滴至锥形瓶外，导致消耗高锰酸钾溶液的体积偏大，计算测定草酸的质量偏大，故测得草酸的质量分数偏高，
故答案为：94.5%；偏高．

点评 本题考查实验制备方案、化学与技术、基本操作、工艺流程、氧化还原反应滴定计算、物质含量的测定等，明确原理是解题关键，是对学生综合能力的考查，难度中等．

练习册系列答案
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4．下列对反应2H2SO4+Cu→CuSO4+SO2↑+2H2O的说法中正确的是（　　）
A．氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：1
C．该反应说明Cu的金属性很强
D．2mol H2SO4参与反应时，有4 mol电子发生转移
5．下列有关化学用语的说法中正确的是（　　）
A．-OH与 都表示羟基B．聚丙烯的结构简式：
C．CH4分子的比例模型：D．次氯酸分子的电子式：
2．下列气态氢化物按稳定性由强到弱顺序的是（　　）
A．HBr、HCl、HFB．HF、H2O、NH3C．NH3、PH3、H2SD．SiH4、CH4、NH3
2．某化学课外兴趣小组探究铜与浓硫酸的反应情况及某些产物的性质．
（Ⅰ）甲、乙两同学进行了下列实验：取一定量的铜片和20mL 18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识认为还有较多硫酸剩余．
（1）铜与浓硫酸反应的化学方程式是：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．可以证明有余酸的实验方案是ad（填字母）．
a．再加入适量NaNO3固体   b．再滴入BaCl2溶液    c．再加入银    d．再滴入Na2CO3溶液
（2）甲同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量．下列方案中不可行的是ac（填字母）．
a．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，反应结束后再次称量
b．将产生的气体缓缓通入酸性高锰酸钾溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
c．用排水法测定其产生气体的体积（折算成标准状况）
d．用排饱和NaHSO3溶液的方法测出其产生气体的体积（折算成标准状况）
（3）乙同学设计测定余酸浓度的实验方案是：测定反应后的混合液中Cu2+的量．在反应后的溶液中加入足量Na2S溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为W g，测得反应后溶液的体积为V mL．则剩余硫酸的物质的量浓度为$\frac{0.36-\frac{W}{48}}{V{×10}^{-3}}$mol/L（用含W、V的代数式表示）．
（Ⅱ）丙同学探究SO2与BaCl2溶液能否反应生成白色BaSO3沉淀．
丙同学先将产生的气体通过盛有饱和NaHSO3溶液的洗气瓶，再缓缓通入BaCl2溶液中，观察到有少量白色沉淀生成，检验白色沉淀，发现沉淀全部不溶于稀盐酸，该沉淀的生成表明SO2具有还原性性．用一个离子方程式解释生成此沉淀的原因2Ba2++2SO2+O2+2H2O═2BaSO4↓+4H+．
12．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如图所示．其中原试管充满NO2的是（　　）
A．B．C．D．
19．聚合氯化铝（化学式为[Al2（OH）nCl6-n•XH2O]m）晶体是一种高效无机水处理剂，如图是实验室模拟工业制备聚合氯化铝晶体的工艺流程，制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰，主要含Al2O3、Al，含有SiO2等杂质．

（1）试剂X（写名称）是氧化铝或氢氧化铝，操作2包含过滤、洗涤和干燥．
（2）生产过程中操作1的操作步骤沿玻璃棒慢慢向过滤器中注入溶液，待溶液滤出后，重复操作2到3次，至滤液澄清为止．
（3）当n=1时，制备Al2（OH）nCl6-n•XH2O的离子方程式：2nAl3++（6-n）Cl-+（x+n）H2O?Al2（OH）nCl6-n•XH2O+nH+．生产中要严格控制溶液中pH，过小，则氯化铝水解不完全，且n值偏小，产品产量质量会降低．而pH过大，产量也会降低，其原因是AlCl3完全水解为Al（OH）3，pH更大时还可将其溶解为[Al（OH）4]-．
（4）工业上采用电解装置制取活泼金属铝，若阳极产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO2气体，若生产中每生成8.1gAl，阳极损失石墨3.0g，则理论上产生CO的物质的量是0.05mol．
16．在电冶铝的电解槽中存在电解质W3XZ6-XZ3-X2Y3，己知X、Y、Z、W四种元素的简单离子的电子层结构均相同．X原子最外层电子数等于电子层数，则下列说法正确的是（　　）
A．原予序数：W＞X＞Y＞Z
B．原子半径：r（W）＞r（X）＞r（Y）＞r（Z）
C．最高价氧化物对应的水化物碱性：w＜x
D．在电解过程中，W3XZ6的主要作用是增强电解质的导电性
17．设NA为阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B．18gD2O含有10NA个质子
C．标准状况下，2.24L CCl4中含有C-Cl 0.4 NA
D．标准状况下，0.1 mol Cl2 溶于水，转移的电子数目为0.1NA

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