Question

淀粉水解的产物(C₆H₁₂O₆)用硝酸酸化可以制备草酸(H₂C₂O₄)，装置如图所示：

实验过程如下：

①将1：1的淀粉水乳液与少许98％硫酸加入烧杯中，水浴加热30 min；

②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；

③在55〜60℃条件下，缓慢滴加混酸(65%HNO₃与98%H₂S0₄的质量比为4 : 3)溶液；

④反应3h左右，冷却、过滤后再重结晶得二水合草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)。

硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：

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

C₆H₁₂O₆+8HNO₃=6CO₂↑+8NO↑+10H₂O

C₆H₁₂O₆+2HNO₃=6CO₂↑+2NO↑+4H₂O

请回答下列问题：

(1)实硷①加入98%硫酸少许的目的是_____________。

(2)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为____________。

(3)冷凝水的进口是_______(填“a”或“b”)。

(4)装置B的作用为___________。

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

(6)当尾气中n(NO₂) :n(NO)=1:1时，过量的NaOH溶液能将氮氧化物全部吸收，只生成一种钠盐，化学方程式为__________。若用步驟④后含硫酸的母液来吸牧氮氧化物，其优点是_____，缺点是________。

(7)二水合草酸晶体纯度的测定。称取该晶体0.12g，加水溶解，用0.020 mol • L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定(杂质不参与反应)，该反应的离子方程式为 2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O。此时溶液颜色由_____变为_____。滴定前后液面读数如图所示，则该晶体中二水合草酸的质量分数为____________。

Answer

加快淀粉水解的速度（或起到催化剂的作用） 碘水 a 作安全瓶 硝酸浓度过大.导致葡萄糖被氧化为C〇2，且H2C2O4进一步被氧化 NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 提高硝酸利用率（或循环使用氮氧化物)： NOx (或循环使用氮氧化物）吸收不完全 无色 浅紫色 84.0%

【解析】(1)实硷①加入98%硫酸少许的目的是：淀粉水解时，硫酸能起到催化剂的作用，加快淀粉水解的速度；(2)检验淀粉是否水解完全所用的试剂为碘水，溶液由蓝色变为无色且30S不变色即水解完全；(3)选择a作为冷凝水入口，下进上出，可以加快冷凝速度；(4)装置B起到安全瓶的作用，防止尾气吸收时引起倒吸；(5)实验中温度过高 、硝酸浓度过大，都会导致H2C2O4进一步被氧化 ，故要控制混酸滴加速度；(6)当尾气中n(NO2) :n(NO)=1:1时，过量的NaOH溶液能将氮氧化物全部吸收，只生成一种钠盐亚硝酸钠（亚硝酸钠中氮的化合价为+3价，为二氧化氮和一氧化氮的中间价态），其化学方程式为：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；若用步驟④后含硫酸的母液来吸牧氮氧化物，其优点是提高硝酸利用率，循环使用氮氧化物，缺点是NOx吸收不完全；(7)用酸性高锰酸钾滴定草酸，当最后一滴酸性高锰酸钾溶液滴入时，显示其颜色，则溶液颜色由无色变为浅紫色，滴定前后液面读数如图所示，反应为：2MnO4- +5H2C2O4 + 6H+=2Mn2++10CO2+8H2O；则：

2MnO4- --------------------------------------------5H2C2O4

2 5

(18.5－2.5)×10-3×0.020mol/L n

解得n=0.8×10-3mol

故m(二水合草酸)=126g/mol×0.8×10-3mol=0.1008g

则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数ω=×100% = 84.0%。

点睛：本题考查学生对制备实验一些基础操作的掌握，涉及到了化学方程式的计算，计算的关键在于是求二水合草酸在样品中的质量分数，而不是无水草酸在样品中的质量分数。