Question

(15分)淀粉水解的產(chǎn)物（C₆H₁₂O₆）用硝酸氧化可以制備草酸，裝置如圖所示（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去）：實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①將1∶1的淀粉水乳液與少許硫酸(98%)加入燒杯中，水浴加熱至85℃～90℃，保持30 min，然后逐漸將溫度降至60℃左右；②將一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中；③控制反應(yīng)液溫度在55～60℃條件下，邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸（65%HNO₃、98%H₂SO₄的質(zhì)量比為2：1.5）溶液；④反應(yīng)3h左右，冷卻，減壓過(guò)濾后再重結(jié)晶得草酸晶體。

硝酸氧化淀粉水解液過(guò)程中可發(fā)生下列反應(yīng)：
C₆H₁₂O₆＋12HNO₃→3H₂C₂O₄＋9NO₂↑＋3NO↑＋9H₂O         
C₆H₁₂O₆＋8HNO₃→6CO₂＋8NO↑＋10H₂O      3H₂C₂O₄＋2HNO₃→6CO₂＋2NO↑＋4H₂O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)①加入98%硫酸少許的目的是：                                    。
(2)冷凝水的進(jìn)口是    （填a或b）；實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過(guò)快，將導(dǎo)致草酸產(chǎn)量下降，其
原因是                              。
(3)檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所用的試劑為               。
(4)草酸重結(jié)晶的減壓過(guò)濾操作中，除燒杯,玻璃棒外，還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器有
(5)當(dāng)尾氣中n(NO₂):n(NO)＝1：1時(shí)，過(guò)量的NaOH溶液能將NO_x全部吸收，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：                                  。
(6) 將產(chǎn)品在恒溫箱內(nèi)約90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸。用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，該反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O
稱取該樣品0.12 g，加適量水完全溶解，然后用0.020 mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），此時(shí)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為                              。滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示，則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為        。

Answer 1

(1) 加快淀粉水解的速度（或起到催化劑的作用）(2分)
(2) a (1分)   溫度過(guò)高 、硝酸濃度過(guò)大，導(dǎo)致H₂C₂O₄進(jìn)一步被氧化   (2分)
(3) 碘水或KI-I₂ 溶液  (2分)
(4) 布氏漏斗、吸濾瓶 （安全瓶、抽氣泵不作為主要儀器） (2分) 
(5) NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O  (2分)
⑹溶液顏色由無(wú)色變?yōu)?nbsp;紫紅色（或淡紫色），且半分鐘內(nèi)不退色(2分)    84.0% (2分)

試題分析：(1) 淀粉水解時(shí)，硫酸能起到催化劑的作用，加快淀粉水解的速度；
(2) 選擇a作為冷凝水入口，下進(jìn)上出，可以加快冷凝速度；實(shí)驗(yàn)中溫度過(guò)高 、硝酸濃度過(guò)大，都會(huì)導(dǎo)致H₂C₂O₄進(jìn)一步被氧化 ，故要控制混酸滴加速度；
(3) 檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所用的試劑為碘水或KI-I₂ 溶液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色且30S不變色即水解完全；
(4) 布氏漏斗、吸濾瓶是必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器； 
(5) NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O
⑹滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液顏色由無(wú)色變?yōu)樽霞t色（或淡紫色），且半分鐘內(nèi)不退色；
2MnO₄^-             +           5H₂C₂O₄ + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O
2                             5
（18.5－2.5）×10^－３×0.020mol     c
解得c = 0.8×10^－３mol
故m _{（二水合草酸）}="126" g/mol×0.8×10^－３mol = 0.1008g
則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù) w = （0.1008g/0.12 g）×100% = 84.0%
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)制備實(shí)驗(yàn)一些基礎(chǔ)操作的掌握，涉及到了化學(xué)方程式的計(jì)算，計(jì)算的關(guān)鍵在于是求二水合草酸在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而不是無(wú)水草酸。