Question

草酸（乙二酸）可做还原剂和沉淀剂，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和氢氧化钠在一定条件下合成甲酸钠的化学反应方程式为                     。

（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作②的滤液是                ，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0.250g溶于水，用0.05000mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定，至浅红色不消退，消耗高锰酸钾溶液15.00mL，反应的离子方程式为          ；列式计算该成品的纯度            。

Answer

（除特殊标注外，每空2分，共14分）

（1）CO＋NaOHHCOONa

（2）H2C2O4溶液和H2SO4溶液 CaSO4（1分）

（3）分别循环利用氢氧化钠和硫酸（降低成本），减小污染

（4）Na2SO4（1分）

（5）5C2O42-＋2MnO4-+16H+=2Mn2++8H2O+10CO2↑（3分）

（3分，其中列式正确得2分，结果1分）

【解析】

试题分析：（1）根据工艺流程图可知，CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠的方程式为CO＋NaOHHCOONa。

（2）根据反应原理和溶解性，由示意图可知，过滤操作②的滤液是H2C2O4溶液和H2SO4溶液，滤渣是CaSO4。

（3）根据工艺过程可知，工艺③可以循环利用NaOH，工艺④可以循环利用硫酸，既提高了原料的利用率，又降低了成本，减小污染。

（4）甲酸钠脱氢后的产物为草酸钠，直接用硫酸酸化，生成草酸和硫酸钠，其中含有的杂质主要是Na2SO4。

（5）在测定过程中，高锰酸钾为氧化剂，草酸为还原剂，反应的离子方程式为5C2O＋2MnO+16H+=2Mn2+＋8H2O＋10CO2↑。根据方程式可得知关系式：

5H2C2O4·2H2O ~ 2KMnO4

5 2

n

解得n(H2C2O4·2H2O)=1.875×10−3mol，

则m(H2C2O4·2H2O)=1.875×10−3mol×126g·mol−1=0.236g，

所以成品的纯度。

考点：物质的分离和提纯的实验综合应用，离子方程式的书写，化学方程式的计算