Question

淀粉水解的产物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）：

实验过程如下：

① 将1∶1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中，水浴加热至85℃～90℃，保持30 min，然后逐渐将温度降至60℃左右；

② 将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；

③ 控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO₃与98%H₂SO3₄的质量比为2：1.5）溶液；

④ 反应3h左右，冷却，减压过滤后再重结晶得草酸晶体。硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：

C₆H₁₂O₆＋12HNO₃→3H₂C₂O₄＋9NO₂↑＋3NO↑＋9H₂O          

C₆H₁₂O₆­＋8HNO₃→6CO₂＋8NO↑＋10H₂O     

3H₂C₂O₄＋2HNO₃→6CO₂＋2NO↑＋4H₂O

请回答下列问题：

（1）实验①加入98%硫酸少许的作用是：                       。

（2）实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是                   。

（3）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为                  。

（4）草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有                        。

（5）将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸。用KMnO₄标准溶液滴定，该反应的离子方程式为： 

 2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂↑+ 8H₂O称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至终点（杂质不参与反应），此时溶液颜色变化为      。滴定前后滴定管中的液面读数如图所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为               。

Answer

（1）淀粉水解的速度（或起到催化剂的作用）

（2）温度过高、硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化

（3）碘水或KI-I2溶液

（4）布氏漏斗、吸滤瓶（安全瓶、抽气泵不作为主要仪器）

（5）无色突变为淡紫色且半分钟不褪色     84.0%

【解析】（1）淀粉水解需要浓硫酸作催化剂，即浓硫酸的作用是提高淀粉水解的速度（或起到催化剂的作用）。

（2）由于温度过高、硝酸浓度过大，会导致产物H2C2O4进一步被氧化，所以不能滴入的过快。

（3）由于碘能和淀粉发生显色反应，所以可以用碘水来检验淀粉是否完全水解。

（4）减压过滤时需要布氏漏斗、吸滤瓶。

（5）由于酸性高锰酸钾溶液是显紫红色的，所以当反应达到终点时，溶液颜色由无色突变为淡紫色且半分钟不褪色。根据滴定管的读数可知，消耗高锰酸钾溶液是18.50ml－2.50ml＝16.00ml。根据方程式可知，草酸的物质的量是0.020 mol·L-1×0.016L×5/2＝0.0008mol，则草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为