题目内容

10．淀粉水解的产物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去），实验过程如下：
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，过滤后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：加快淀粉水解的速率（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）如何检验淀粉是否水解完全，写出检验过程取少量水解后的溶液于试管中，滴1-2滴碘水，看溶液有否变蓝，如变蓝说明没有水解完全，不变蓝则说明水解完全．
（4）当尾气中n（NO2）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收，发生的化学反应为：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，若用含硫酸的母液来吸收氮氧化物，其优点是提高HNO3利用率、缺点是NOx（或氮氧化物）吸收不完全．
（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-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
称取该样品0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应）此时溶液颜色由无色变为紫红色（或淡紫色）．滴定前后滴定管中的液面读数如图示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为84.0%．

分析 （1）浓硫酸具有吸水性和催化能力，硝酸氧化淀粉生成草酸，通过浓硫酸吸水水分促进向正反应方向移动；
（2）冷凝管的作用是冷凝蒸气，起到冷凝回流作用，冷凝管中水流方向为逆流；实验中若混酸滴加过快，则硝酸浓度过大，会导致酸过量，将导致葡萄糖（C6H12O6）被氧化为CO2，且H2C2O4进一步被氧化；
（3）碘水遇到淀粉会变蓝，如果溶液中无淀粉，加入碘水没有变化；
（4）用含硫酸的母液来吸收氮氧化物，优点：提高HNO3利用率（或循环使用氮氧化物）； 缺点：NOx（或氮氧化物）吸收不完全；
（5）高锰酸钾为紫红色，过程中不需要加指示剂；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，根据反应计算；

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，所以浓硫酸的作用是加快淀粉水解的速率（或起到催化剂的作用），
故答案为：加快淀粉水解的速率（或起到催化剂的作用）；
（2）凝管的作用是冷凝蒸气，起到冷凝回流作用，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）碘水遇到淀粉会变蓝，如果溶液中无淀粉，加入碘水没有变化，所以检验淀粉是否水解完全的方法是取少量水解后的溶液于试管中，滴1-2滴碘水，看溶液有否变蓝，如变蓝说明没有水解完全，不变蓝则说明水解完全，
故答案为：取少量水解后的溶液于试管中，滴1-2滴碘水，看溶液有否变蓝，如变蓝说明没有水解完全，不变蓝则说明水解完全；
（4）用含硫酸的母液来吸收氮氧化物，会生成硝酸而重复使用，提高HNO3利用率；但也会造成吸收不充分，造成环境污染，
故答案为：提高HNO3利用率；NOx（或氮氧化物）吸收不完全；
（5）高锰酸钾溶液为紫红色，当达到滴定终点时，再滴入高锰酸钾溶液时，淡紫色不再褪去，变为紫红色（或淡紫色），草酸钠（Na2C2O4）溶于稀硫酸中，然后用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，图示滴定管消耗溶液体积=18.50mL-2.50mL=16.00mL，
n（KMnO4）=0.016L×0.0200mol•L-1=3.2×10-4mol，根据方程式可得：
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
2              5
3.2×10-4mol    8×10-4mol    
样品中二水合草酸的质量为m=8×10-4mol×126g/mol=8×126×10-4g=0.1008g，
则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为$\frac{0.1008g}{0.12g}$×100%=84.0%，
故答案为：无色；紫红色（或淡紫色）；84.0%．

点评 本题考查了草酸的制取，为高频考点，涉及物质制备、氧化还原反应滴定等知识点，把握实验的原理、实验基本操作、熟练进行氧化还原计算是解答的关键，注意各个仪器作用，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
5．已知下面表格中的数据，
共价键 断开该键吸收的能量或生成该键放出的能量/kJ•mol-1共价键  断开该键吸收的能量或生成该键放出的能量/kJ•mol-1 共价键 断开该键吸收的能量或生成该键放出的能量/kJ•mol-1
 H-H 436H-Br  366Cl-Cl  243
 H-O 463 H-I 298 Br-Br 193
 H-Cl 432 O=O 496 I-I151
根据上述表格中的数据，推断下列反应为吸热反应的是（　　）
①2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）②H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）③H2（g）+Br2（g）═2HBr（g）④2HI（g）═H2（g）+I2（g）
A．①④B．②③C．只有①D．只有④
1．常温下，0.2mol/L的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后，所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示，下列说法正确的是 （　　）
A．HA为强酸B．该混合溶液中：c（A-）+c（Y）=c（Na+）
C．图中X表示HA，Y表示H+，Z表示OH-D．该混合液pH=7
18．氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用如图装置制备LiH固体．

甲同学的实验方案如下：
（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为e接a，b接f，g接d，加入药品前首先要进行的实验操作是检验装置气密性（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是除去H2中的H2O和HCl．
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是除去锂表面的石蜡，然后快速把锂放入到石英管中．
（3）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是收集c处排出的气体并检验H2纯度．
（4）加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处．采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险．（反应方程式：LiH+H2O=LiOH+H2↑），分析该反应原理，完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式LiH+CH3CH2OH=CH3CH2OLi+H2↑．
（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为10：1．
（6）乙同学对甲的实验方案提出质疑，他认为未反应的H2不能直接排放，所以在最后连接了装置E用来收集H2，请将E装置补充完整．
5．未污染的雨水由于二氧化碳的缘故，一般呈现出弱酸性，当雨水的pH＜5.6时，我们称之为“酸雨”．酸雨露置于空气中，经过一段时间后中，pH值会变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．控制酸雨的措施有acd
a．使用脱硫煤   
b．加高工厂的烟囱   
c．用废碱液吸收烟气中的二氧化硫  
d．开发新能源．
15．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，熔点：59-61°C．在干燥空气中稳定，但在潮湿空气中则放出氨而变成碳酸氢铵．59℃时分解为氨及二氧化碳，在密封管中加热至120～140℃时，则失去水变为尿素．溶解度：在100g水中为66.6g．能溶于乙醇．可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等．
某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0

（1）如用图（a）装置制取氨气，你所选择的试剂是浓氨水与生石灰（或氢氧化钠固体等），制备氨基甲酸铵的装置如图（c）所示，把氨气和二氧化碳通入液体X中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在X中．当悬浮物较多时，停止制备．下列液体中，最合适做液体X的是B．
A、水        B、四氯化碳       C、无水乙醇
（2）发生器用冰水冷却的原因是降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解），
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例．
（4）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）；为了得到干燥产品，应采取的方法是C（填写选项序号）．
A．常压加热烘干 　 B．高压加热烘干　  C．真空40℃以下烘干
（5）尾气处理装置如图（b）所示．双通玻璃管的作用：防止倒吸；浓硫酸的作用：吸收多余氨气，防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
（6）称取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g．则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为80%（精确到2位小数）．
2．下列说法中，错误的是（　　）
A．人类目前所利用的能量大部分是由化学反应产生的
B．煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料
C．我国目前最主要的能源是石油
D．能量变化是化学反应的基本特征之一
19．下列有关实验操作的叙述错误的是（　　）
A．过滤操作中，漏斗的尖端应接触烧杯内壁
B．用玻璃棒蘸取CH3COOH溶液点在水湿润的pH试纸上，测定该溶液的pH
C．中和滴定时．滴定管用所盛装的反应液润洗2～3 次．
D．分液操作中，下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出
20．如图表示各物质之间的转化关系．已知：A、B、I都是XY2型化合物，且阳离子相同，A、B晶体中阴、阳离子个数比都是1：1，但I晶体中阴、阳离子个数比是2：1，I常用作干燥剂．

请按要求填空：
（1）I的电子式是；
（2）反应⑥的化学方程式是Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO，反应③在工业上的一个重要用途是制漂白粉或漂白精_；
（3）反应④的化学方程式是2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O
（4）根据上图中物质之间的转化关系及题中所给信息判断，B的化学式是CaO2．

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