Question

6．二甲酸鉀是一種白色晶體，商品名為弗米（Formil），是一種能替代抗生素的促生長(zhǎng)劑，化學(xué)式為KH（HCOO）₂，具有吸濕性，易溶于水．
二甲酸鉀的生產(chǎn)工藝流程如下：

（1）以甲酸和碳酸鉀為原料生產(chǎn)二甲酸鉀，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品回收率的影響如下：
表1 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品回收率的影響

反應(yīng)溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
產(chǎn)品回收率（%）	75.6	78.4	80.6	82.6	83.1	82.1	73.7

表2 反應(yīng)物料比對(duì)產(chǎn)品回收率的影響

反應(yīng)物料比	2：1	3：1	4：1	5：1	6：1	7：1
產(chǎn)品回收率（%）	0	38.4	82． 6	83.6	84.5	84.8

備注：表2中反應(yīng)物料比為甲酸和無(wú)水碳酸鉀的物質(zhì)的量之比．
①寫出甲酸和碳酸鉀生產(chǎn)二甲酸鉀的化學(xué)方程式：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O．
②實(shí)際生產(chǎn)二甲酸鉀時(shí)應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度應(yīng)控制在50℃∽60℃，反應(yīng)物料比應(yīng)選擇4：1．由表1可知反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)回收率反而會(huì)降低，其原因可能是溫度過(guò)高，甲酸易揮發(fā)．
（2）測(cè)定某弗米產(chǎn)品純度的實(shí)驗(yàn)方法如下：
稱取該弗米產(chǎn)品2.5g，將其全部溶解在水中，配制成250mL未知濃度的溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，再滴加2～3滴指示劑，用0.10mol•L^-1的NaOH溶液滴定至終點(diǎn)，消耗NaOH溶液的體積為18.50mL．
①加入的指示劑是酚酞（選填“甲基橙”、“石蕊”或“酚酞”），用NaOH溶液滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由無(wú)色恰好變成淺紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色．
②上述弗米產(chǎn)品中二甲酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96.2%．

Answer 1

分析 （1）①由信息可知，甲酸與碳酸鉀反應(yīng)生成KH（HCOO）₂，同時(shí)生成二氧化碳與水；
②根據(jù)表1中溫度對(duì)產(chǎn)品回收率的影響判斷，選擇回收率高的溫度，50～60℃該范圍內(nèi)回收率最高，溫度再高回收率反而降低，由于甲酸易揮發(fā)性，可能是甲酸揮發(fā)導(dǎo)致；
根據(jù)表2中配比對(duì)回收率的影響判斷，選擇回收率高的配比，配比高于4：1時(shí)對(duì)產(chǎn)物回收率影響不變，會(huì)浪費(fèi)原料；
（2）①滴定終點(diǎn)的pH值應(yīng)在指示劑變色范圍之內(nèi)，二甲酸鉀與氫氧化鈉前后反應(yīng)后溶液呈堿性，應(yīng)選擇酚酞為指示劑；滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色；
②令產(chǎn)品中二甲酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，根據(jù)關(guān)系式KH（HCOO）₂～NaOH列方程計(jì)算．

解答 解：（1）①由信息可知，甲酸與碳酸鉀反應(yīng)生成KH（HCOO）₂，同時(shí)生成二氧化碳與水，反應(yīng)方程式為：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O，
故答案為：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O；
②根據(jù)表1中溫度對(duì)產(chǎn)品回收率的影響判斷，選擇回收率高的溫度，50～60℃該范圍內(nèi)回收率最高，溫度再高回收率反而降低，故選擇50～60℃溫度范圍；
根據(jù)表2中配比對(duì)回收率的影響判斷，選擇回收率高的配比，配比高于4：1時(shí)對(duì)產(chǎn)物回收率影響不變，會(huì)浪費(fèi)原料，故選擇原料配比為4：1；
溫度再高回收率反而降低，可能是由于溫度過(guò)高，甲酸易揮發(fā)導(dǎo)致，
故答案為：50、60；4、1；溫度過(guò)高，甲酸易揮發(fā)；
（2）①滴定終點(diǎn)的pH值應(yīng)在指示劑變色范圍之內(nèi)，二甲酸鉀與氫氧化鈉前后反應(yīng)后溶液呈堿性，應(yīng)選擇酚酞為指示劑；滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：酚酞；溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色；
②令產(chǎn)品中二甲酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，則：
KH（HCOO）₂～NaOH
130g                   1mol
2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$       0.0185L×0.1mol/L
所以130g：1mol=2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$：0.0185L×0.1mol/L
解得a=96.2%，
故答案為：96.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的合成、對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理及實(shí)驗(yàn)條件的選擇控制、中和滴定等，難度中等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)是易錯(cuò)點(diǎn)，注意二甲酸鉀為一元酸，確定二者為1：1反應(yīng)是關(guān)鍵．