Question

草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如图：回答下列问题：

（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：____、____        。

（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是         ，滤渣是____      ；过滤操作②的滤液是         和        ，滤渣是____            。

（3）工艺过程中③和④的目的是____                     。

（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是___                。

（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。

    称量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L^-1的酸性KMn04溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反应的离子方程式为____           ；

    列式计算该成品的纯度                      。

Answer

【解析】

试题分析：⑴CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠的反应可用观察法将其配平；甲酸钠加热脱氢（产生H2），通过观察法并结合原子守恒得另一生成物为Na2C2O4。

⑵根据“钙化”反应：Na2C2O4+Ca(OH)2＝CaC2O4↓+2NaOH，由此可确定过滤操作①的滤液是NaOH，滤渣是CaC2O4；根据“酸化”反应：CaC2O4+H2SO4＝CaSO4+ H2C2O4，由此可确定过滤操作②的滤液是H2C2O4，滤渣是CaSO4；

⑶该工艺过程中③和④(“回头”)分别循环利用氢氧化钠和硫酸，减小污染，也可降低成本。

⑷若在甲酸钠脱氢后生成的Na2C2O4中直接用硫酸酸化制备草酸，会产生Na2SO4杂质。

⑸根据得失电子守恒有5C2O42-+2MnO4-――2Mn2++10CO2↑，再根据电荷守恒有5C2O42-+2MnO4-+16H+――2Mn2++10CO2↑，最后根据原子守恒得5C2O42-+2MnO4-+16H+＝2Mn2++10CO2↑+8H2O；最后根据该反应方程式建立关系式“5(H2C2O4·2H2O)～2KMnO4”，得该成品的纯度为：

。

考点：本题以“草酸晶体的工业制备流程图”为素材考查反应方程式的书写与分析、物质的循环利用及化学计算。