5．淀粉水解的產(chǎn)物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制備草酸，裝置如圖1所示（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去）：實驗過程如圖1：

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30min，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與98%H2SO4的質(zhì)量比為2：1.5）溶液；
④反應(yīng)3h左右，冷卻，減壓過濾后得草酸晶體粗品，再重結(jié)晶得草酸晶體．硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng)：
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
請回答下列問題：
（1）實驗①加入98%硫酸少許的目的是：加快淀粉水解的速度（或起到催化劑的作用）．
（2）冷凝水的進口是a（填a或b）；實驗中若混酸滴加過快，將導致草酸產(chǎn)量下降，其原因是溫度過高，硝酸濃度過大，導致H2C2O4進一步被氧化．
（3）裝置B的作用是作安全瓶．為使尾氣充分吸收，C中試劑是NaOH溶液．
（4）重結(jié)晶時，將草酸晶體粗品經(jīng)①加熱溶解、②趁熱過濾、③冷卻結(jié)晶、④過濾洗滌⑤干燥等實驗步驟，得到較純凈的草酸晶體．該過程中可將粗品中溶解度較大的雜質(zhì)在④（填上述步驟序號）時除去；而粗品中溶解度較小的雜質(zhì)最后留存在濾紙上（填“濾紙上”或“濾液中”）．
（5）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標準溶液滴定，該反應(yīng)的離子方程式為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，稱取該樣品加適量水完全溶解，然后用0.02000mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖2，則消耗KMnO4溶液的體積為16.00mL．

分析 （1）根據(jù)濃硫酸的三大特性結(jié)合反應(yīng)解答；
（2）冷凝效果逆流效果好；濃硫酸溶于水放熱；草酸具有還原性，硝酸能進一步氧化C6H12O6和H2C2O4；
（3）裝置B的作用是防止發(fā)生裝置和吸收裝置間發(fā)生倒吸；反應(yīng)的尾氣中有氮的氧化物，會污染空氣，需要用氫氧化鈉溶液吸收；
（4）根據(jù)題中實驗步驟可知，通過重結(jié)晶得草酸晶體時，草酸晶體析出，溶解度較大的雜質(zhì)留在溶液中，溶解度較小的雜質(zhì)最后過濾時留在濾紙上；
（5）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價錳離子、二氧化碳和水，根據(jù)書寫離子方程式；根據(jù)圖示判斷消耗KMnO4溶液的體積．

解答 解：（1）濃硫酸具有強氧化性、吸水性和脫水性，本題實驗是將C6H12O6用硝酸氧化可以制備草酸，濃硫酸作催化劑且濃硫酸吸水有利于向生成草酸的方向移動，
故答案為：加快淀粉水解的速度（或起到催化劑的作用）；
（2）冷凝效果逆流效果好，冷凝水的進口是a進b出，混酸為65%HNO3與98%H2SO4的混合液，混合液溶于水放熱，溫度高能加快化學反應(yīng)，硝酸能進一步氧化H2C2O4成二氧化碳，
故答案為：a；溫度過高，硝酸濃度過大，導致H2C2O4進一步被氧化；
（3）裝置B的作用是防止發(fā)生裝置和吸收裝置間發(fā)生倒吸，起到安全瓶的作用，反應(yīng)的尾氣中有氮的氧化物，會污染空氣，需要用氫氧化鈉溶液吸收，所以C中試劑是NaOH溶液，
故答案為：作安全瓶；NaOH溶液；
（4）根據(jù)題中實驗步驟可知，通過重結(jié)晶得草酸晶體時，草酸晶體析出，溶解度較大的雜質(zhì)留在溶液中，應(yīng)該在步驟④中除去，溶解度較小的雜質(zhì)最后過濾時留在濾紙上，
故答案為：④；濾紙上；
（5）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價錳離子、二氧化碳和水，離子方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，
圖示滴定管消耗溶液體積為：18.50mL-2.50mL=16.00mL，
故答案為：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；16.00mL．

點評 本題考查制備方案的設(shè)計，題目難度中等，注意把握實驗的原理，熟練進行氧化還原計算是解答的關(guān)鍵，試題有利于提高學生水的分析、理解能力及化學計算能力．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

15．焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化劑之一，在空氣中被氧化生成的產(chǎn)物為Na2SO4．某小組進行如下實驗：

實驗一  焦亞硫酸鈉的制取
采用圖1裝置（實驗前已除盡裝置內(nèi)的空氣）制取Na2S2O5．裝置II中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為：
Na2SO3+SO2═Na2S2O5
（1）裝置I中產(chǎn)生氣體的化學方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）要從裝置II中獲得已析出的晶體，可采用的分離方法是過濾，該方法用到的玻璃儀器除燒杯還需玻璃棒、漏斗．
（3）裝置III用于處理尾氣，可選用的最合理裝置如圖2（夾持儀器已略去）為d（填序號）．
實驗二  焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3
（4）NaHSO3溶液中HSO3-的電離程度大于水解程度，可采用的實驗方法是ae（填序號）．
a．測定溶液的pH
b．加入Ba（OH）2溶液
c．加入鹽酸
d．加入品紅溶液
e．用藍色石蕊試紙檢測
（5）檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是取少量Na2S2O5晶體于試管中，加入適量水溶解，滴加鹽酸，振蕩，再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．醋酸鎳[（CH3COO）2Ni]是一種重要的化工原料．一種以含鎳廢料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）為原料，制取醋酸鎳的工藝流程圖如圖：

相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如表：
金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20℃時溶解性（H2O）
Fe3+1.13.2CaSO4微溶
Fe2+5.88.8NiF可溶
Al3+3.05.0CaF2難溶
Ni2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6×10-4
（1）調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是5.0≤pH＜6.7．
（2）濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是SiO2、CaSO4、CaF2．
（3）酸浸過程中，lmol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體．寫出該反應(yīng)的化學方程式NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O．
（4）沉鎳前c（Ni2+）=2.0mol•L-1，欲使100mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c（Ni2+）≤10-5mol•L-1]，則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為31.4g．（保留小數(shù)點后1位）

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

6．某溫度下，向2L恒容密閉容器中充入0.4mol NH3和0.3mol O2發(fā)生反應(yīng)，5min后達到平衡，測得NH3的轉(zhuǎn)化率為50%．
①平衡時O2的轉(zhuǎn)化率為83.3%．
②0～5min內(nèi)O2的平均反應(yīng)率v（O2）為0.025mol/（L•min）．
③平衡時，H2O（g）的體積分數(shù)為40%．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

13．某化學興趣小組利用工業(yè)廢棄固體（主要成分為Cu2S和FeS2）制備硫酸銅溶液和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計方案如圖所示：

已知：T℃時，Ksp[Cu（OH）2]=2.0×10-20，Ksp[Fe（OH）2]=6.0×10-16，Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-38．
（1）為了提高廢棄固體的灼燒速率，可以采取的措施有將廢棄固體粉碎成細小的顆粒、通入氧氣（寫出兩條）．
（2）FeS2在空氣中灼燒時氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為11：4．
（3）溶液C在氮氣的環(huán)境下，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥制取硫酸亞鐵晶體．
（4）常溫下，固體D、O2和稀硫酸混合后幾乎不反應(yīng)，但加入少量溶液C立即發(fā)生反應(yīng)，則溶液C對該反應(yīng)起催化作用，其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+．
（5）除雜時先加入雙氧水，然后加入試劑Z調(diào)節(jié)溶液的pH值使鐵離子完全沉淀：
①加入的試劑Z可以是BC．
A． NaOH         B．CuO        C．Cu（OH）2        D．NH3•H2O
②若除雜時溶液中Cu2+濃度為2.0mol•L-1，則加入試劑Z調(diào)節(jié)溶液的pH至3≤pH＜4．

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科目：高中化學 來源： 題型：推斷題

2．Ⅰ、有機物A、B、C、D、E之間發(fā)生如圖的轉(zhuǎn)化：

（1）寫出C物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：CH3CHO．
（2）上述②～⑧轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的有⑤；
（3）屬于加成反應(yīng)的有⑧．（用反應(yīng)序號填寫）
（4）向A的水溶液中加入新制的Cu（OH）2并加熱時產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是有（磚）紅色沉淀產(chǎn)生．
請寫出下列轉(zhuǎn)化的化學反應(yīng)方程式：
（5）B+D→E：CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O；
（6）乙烯生成聚乙烯：．
Ⅱ、己知葡萄糖在乳酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為乳酸，乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為．
試回答：
（7）乳酸分子中含有羧基和羥基兩種官能團（寫名稱）．
（8）乳酸與金屬鈉反應(yīng)的化學方程式為．
（9）乳酸與Na2CO3溶液反應(yīng)的化學方程式為．
（10）乳酸在濃硫酸作用下，兩分子相互發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀酯，此環(huán)狀酯的結(jié)構(gòu)簡式為．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．在容積為 1.0L 的密閉容器中進行反應(yīng)：A（g）=B（g）+C（g），A 的初始濃度為 0.5mol?L-1．在溫度T1、T2 下，A 的濃度與時間關(guān)系如圖所示，回答下列問題：
（1）T1＜ T2，該反應(yīng)△H＞0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）若T2 溫度時，5min 后反應(yīng)達到平衡，A 的轉(zhuǎn)化率為70%，則：
①平衡時體系總的物質(zhì)的量為0.85mol．
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.82（結(jié)果保留兩位小數(shù)）．
③該反應(yīng)在0～5min 內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（A）=0.07mol/（L•min）．

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科目：高中化學 來源： 題型：推斷題

6．已知A、B分別是兩種基本化石燃料，通過步驟①和②加工利用得到常見的烴D和E，D和E所有原子均處于同一平面，E在標準狀況下的密度為1.25g/L．A-I之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：
（1）有機物H含有的官能團名稱是醛基．
（2）第④步在催化劑條件下發(fā)生加成反應(yīng)，該反應(yīng)的化學方程式是CH2=CH2+$\stackrel{催化劑}{→}$，
（3）加工利用A步驟①的名稱為煤的干餾
（4）下列說法正確的是BD
A．反應(yīng)⑨的條件是NaOH溶液加熱      
B．不用任何試劑就能區(qū)分G和I
C．C4H8O2和有機物I的混合物，可通過分液的方法分離
D．相同條件下，金屬Na在I中的反應(yīng)速率比在G中快．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

1．PF5極易水解，其產(chǎn)物為兩種酸，寫出PF5水解的化學方程式PF5+4H2O═H3PO4+5HF．

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