题目内容
4．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 （含2个结晶水） 的流程如图，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CO+NaOH$\frac{\underline{\;200℃\;}}{2Mpa}$HCOONa、2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑．
（2）该制备中有两次过滤操作，过滤操作①的滤渣是CaC2O4 ；过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液．
（3）制备过程中③和④两个步骤的目的是分别循环利用氢氧化钠和硫酸，能降低成本，减小污染．
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制得草酸．该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是Na2SO4．
（5）结晶水合草酸成品的纯度可用酸性KMnO4溶液滴定的方法进行测定．滴定中反应的离子方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O． 称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，计算该成品的纯度为94.5%．
分析 （1）根据反应物、生成物和反应条件写出反应方程式；
（2）氢氧化钙和草酸钠溶液反应生成氢氧化钠和草酸钙，草酸钙难溶于水，草酸钙和稀硫酸反应生成草酸和硫酸钙，硫酸钙是微溶物；
（3）循环利用的物质能降低成本，减少污染；
（4）甲酸钠和硫酸反应生成硫酸钠，硫酸钠是可溶性物质；
（5）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，根据草酸和高锰酸钾之间的关系式计算草酸的物质的量，再根据质量分数公式计算其纯度．
解答 解：（1）根据流程图知，200℃、2MPa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$\frac{\underline{\;200℃\;}}{2Mpa}$HCOONa，加热条件下，甲酸钠脱氢生成草酸钠和氢气，反应方程式为：2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑，
故答案为：CO+NaOH$\frac{\underline{\;200℃\;}}{2Mpa}$HCOONa；2HCOONa$\stackrel{△}{→}$Na2C2O4+H2↑；
（2）氢氧化钙和草酸钠溶液反应生成氢氧化钠和草酸钙，草酸钙难溶于水，所以过滤操作①的滤液是氢氧化钠溶液，滤渣是CaC2O4，草酸钙和稀硫酸反应生成草酸和硫酸钙，硫酸钙是微溶物，该操作过程中，稀硫酸过量，所以过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液，滤渣是 CaSO4，
故答案为：CaC2O4 ；H2C2O4溶液、H2SO4溶液；
（3）氢氧化钠和硫酸都具有腐蚀性，能污染环境，分别循环利用氢氧化钠和硫酸能降低成本，减小污染，
故答案为：分别循环利用氢氧化钠和硫酸能降低成本，减小污染；
（4）甲酸钠和硫酸反应生成硫酸钠，硫酸钠是可溶性物质，存在于溶液中，所以含有的杂质主要是Na2SO4，
故答案为：Na2SO4；
（5）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸根离子生成二氧化碳，同时自身被还原生成二价锰离子，离子反应方程式为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，
设草酸的物质的量为xmol，则：
5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5mol 2mol
x 0.0500mol•L-1×0.015L
所以，5mol：2mol=x：0.0500mol•L-1×0.015L
解得x=0.001875mol，
故其纯度为：$\frac{0.001875mol×126g/mol}{0.25g}$×100%=94.5%，
故答案为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O；94.5%．
点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，注意明确操作时发生的化学反应、常见的操作名称，难点是计算草酸结晶水合物的纯度，需要根据方程式进行分析解答，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．
| A． | 除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数 | |
| B． | 除短周期外，其他周期均有18种元素 | |
| C． | 碱金属元素是指ⅠA族的所有元素 | |
| D． | 副族元素中没有非金属元素 |
| A． | Z的熔点较高 | B． | Z可以表示为M2Y | ||
| C． | Z可能易溶于水 | D． | M形成+2价的阳离子 |
用图中的实验装置制取乙炔．
．
