19.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(shí)驗(yàn)過程如下:
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(shí)驗(yàn)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(jìn)口是a(填a或b);實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)量下降,其原因是加快淀粉水解的速度(或起到催化劑的作用).
(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.
(4)草酸重結(jié)晶的減壓過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器有布氏漏斗、吸濾瓶(安全瓶、抽氣泵不作為主要儀器).
(5)當(dāng)尾氣中n(NO2):n(NO)=1:1時,過量的NaOH溶液能將NOx全部吸收,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O,若用含硫酸的母液來吸收氮氧化物,其優(yōu)點(diǎn)是提高HNO3利用率(或循環(huán)使用氮氧化物)、缺點(diǎn)是NOx(或氮氧化物)吸收不完全.
(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0.12g,加適量水完全溶解,然后用0.020mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),此時溶液顏色由無色變?yōu)樽霞t色(或淡紫色).滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖2所示,則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%.

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(jìn)一步氧化C6H12O6和H2C2O4;
(3)碘水遇到淀粉會變藍(lán),如果溶液中無淀粉,加入碘水沒有變化;
(4)布氏漏斗與吸濾瓶配套,用于無機(jī)制備中晶體或粗顆粒沉淀的減壓過濾;
(5)優(yōu)點(diǎn):提高HNO3利用率(或循環(huán)使用氮氧化物); 缺點(diǎn):NOx(或氮氧化物)吸收不完全;
(6)高錳酸鉀為紫紅色,過程中不需要加指示劑;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)反應(yīng)計(jì)算.

解答 解:(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性、吸水性和脫水性,本題實(shí)驗(yàn)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(jìn)口是a進(jìn)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(xué)反應(yīng),硝酸能進(jìn)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(dǎo)致H2C2O4進(jìn)一步被氧化;
(3)淀粉遇碘變藍(lán)色,在已經(jīng)水解的淀粉溶液中滴加幾滴碘液或KI-I2溶液,溶液顯藍(lán)色,則證明淀粉沒有完全水解;溶液若不顯色,則證明淀粉完全水解,
故答案為:碘水或KI-I2溶液;
(4)減壓過濾與常壓過濾相比,優(yōu)點(diǎn):可加快過濾速度,并能得到較干燥的沉淀,裝置特點(diǎn):布氏漏斗與吸濾瓶配套,用于無機(jī)制備中晶體或粗顆粒沉淀的減壓過濾,安全瓶、抽氣泵不作為主要儀器,布氏漏斗頸的斜口要遠(yuǎn)離且面向吸濾瓶的抽氣嘴,并且安全瓶中的導(dǎo)氣管是短進(jìn)長出,
故答案為:布氏漏斗、吸濾瓶(安全瓶、抽氣泵不作為主要儀器);
(5)用含硫酸的母液來吸收氮氧化物,會生成硝酸而重復(fù)使用,提高HNO3利用率;但也會造成吸收不充分,造成環(huán)境污染,
故答案為:提高HNO3利用率(或循環(huán)使用氮氧化物);NOx(或氮氧化物)吸收不完全;
(6)高錳酸鉀溶液為紫紅色,當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時,再滴入高錳酸鉀溶液時,淡紫色不再褪去,草酸鈉(Na2C2O4)溶于稀硫酸中,然后用酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定,離子方程式為:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,n(KMnO4)=0.016L×0.0200mol•L-1=3.2×10-4mol,根據(jù)方程式可得:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.
2            5
3.2×10-4mol 8×10-4mol
樣品中二水合草酸的質(zhì)量為m=8×10-4mol×126g/mol=8×126×10-4g=0.1008g,
則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.1008g}{0.12g}$×100%=84%,
故答案為:無色;紫紅色(或淡紫色);84%.

點(diǎn)評 本題考查了草酸的制取,把握實(shí)驗(yàn)的原理,熟練進(jìn)行氧化還原計(jì)算是解答的關(guān)鍵,注意用結(jié)晶法分離固體混合物及其抽濾的實(shí)驗(yàn)操作,題目難度較大.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是( 。
A.目前使用的元素周期表中,最長的周期含有18種元素
B.吸熱且熵減的非自發(fā)反應(yīng)在一定條件下也可以發(fā)生
C.濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,常溫下能夠溶解鐵
D.加過量難溶電解質(zhì)MnS可除去MnCl2溶液中混有的Cu2+,說明MnS的溶解度小于CuS

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列離子方程式中,正確的( 。
A.在AlCl3溶液中加入過量氨水:Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+
B.在H2SO4溶液中加入Ba(OH)2溶液:Ba2++SO42-═BaSO4
C.氯氣通入水中:Cl2+H2O═Cl-+ClO-+2H+
D.用稀硝酸洗滌試管內(nèi)壁的銀鏡:Ag+2H++NO3-═Ag++NO↑+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

7.為回收利用廢鎳催化劑(主要成分為NiO,另含F(xiàn)e2O3、CaO、CuO、BaO等),科研人員研制了一種回收鎳的新工藝.工藝流程如圖:

已知常溫下:
①有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完pH如表
氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2[來Ni(OH)2
開始沉淀的pH1.56.57.7
沉淀完全的pH3.79.79.2
②Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
③常溫時,Ksp(CaF2)=2.7×10-11
回答下列問題:
(1)寫出酸浸時Fe2O3和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O.
(2)浸出渣主要成分為CaSO4•2H2O和BaSO4兩種物質(zhì).
(3)操作B是除去濾液中的鐵元素,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案:向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH在3.7~7.7范圍內(nèi),靜置,過濾.請對該實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價方案錯誤,在調(diào)節(jié)pH前,應(yīng)先在濾液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化為Fe3+(若原方案正確,請說明理由;若原方案錯誤,請加以改正).
(4)流程中的“副產(chǎn)品”為CuSO4•5H2O(填化學(xué)式).在空氣中灼燒CuS可以得到銅的氧化物,向Cu、Cu2O、CuO組成的混合物中加入1L 0.6mol•L-1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同時收集到2240mLNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若該混合物中含0.1molCu,與稀硫酸充分反應(yīng)至少消耗0.1mol H2SO4
(5)操作C是為了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-濃度為3×10-3mol•L-1,則溶液中$\frac{c(C{a}^{2+})}{c({F}^{-})}$=1.0×10-3
(6)電解產(chǎn)生2NiOOH•H2O的原理分兩步:
①堿性條件下,Cl-在陽極被氧化為ClO-,則陽極的電極反應(yīng)為Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O
②Ni2+被ClO-氧化產(chǎn)生2NiOOH•H2O沉淀.則該步反應(yīng)的離子方程式為ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

14.有機(jī)物 CH3CH(CH2CH3) CH(CH2CH3)CH( CH32的系統(tǒng)命名為2,4-二甲基-3-乙基己烷.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

4.將貓薄荷中分離出的荊芥內(nèi)酯與等物質(zhì)的量的氫氣進(jìn)行加成,得到的二氫荊芥內(nèi)酯是一種有效的驅(qū)蟲劑,可用于商業(yè)生產(chǎn).下圖為二氫荊芥內(nèi)酯的一種合成路線:

已知:①A(C10H16O)的結(jié)構(gòu)中有一個五元環(huán),能發(fā)生銀鏡反應(yīng).

回答下列問題:
(1)C的結(jié)構(gòu)簡式為,D中含有的官能團(tuán)的名稱羧基、羥基.
(2)A的轉(zhuǎn)化使用CrO3,而不用KMnO4(H+)的原因是酸性高錳酸鉀能氧化碳碳雙鍵.
(3)B→C的反應(yīng)類型為酯化反應(yīng).
(4)寫出上述流程中反應(yīng)1的化學(xué)方程式+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+CH3OH+NaBr.
(5)寫出符合以下條件的B的同分異有9種;
①結(jié)構(gòu)中含有六元碳環(huán)   ②含2個醛基和1個乙基
(6)已知:同一碳原子上連兩個羥基時結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,易脫水生成醛或酮.請將下列合成高分子聚酯()的路線補(bǔ)全完整

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.常溫下,下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是( 。
A.新制氯水中加入固體NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3
C.pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH-)=c(H+
D.0.2mol•L-1CH3COOH溶液與0.1mol•L-1NaOH溶液等體積混合:c(H+)+C(CH3COOH)<C(CH3COO-)+c(OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.有人設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,目的是做鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證:
①鈉的物理性質(zhì);②鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是什么?
(1)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)操作時,還需用的儀器有小試管和酒精燈.
(2)操作方法是將大頭針向上抽,使鈉塊掉入水中,在玻璃管口處用小試管收集氣體.
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是金屬鈉熔成小球,浮在水面上游動,溶液變成紅色,將已收集了氣體的小試管靠近火焰時發(fā)出爆鳴聲.
(4)本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明的鈉的物理性質(zhì)有熔點(diǎn)低,密度比水小,能證明鈉與水反應(yīng)生成的產(chǎn)物有氫氧化鈉、氫氣.
(5)該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.若NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中,正確的是( 。
A.3mol NO2與足量H2O反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
B.在0℃,101kPa時,22.4 L氫氣中含有NA個氫原子
C.25℃,1.01×105Pa,64g SO2中含有的原子數(shù)為3 NA
D.NA個一氧化碳分子和0.5 mol甲烷的質(zhì)量比為7:4

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同步練習(xí)冊答案