Question

草酸是一种重要的化工产品．实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)。

实验过程如下：

①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；

②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%H₂SO₄的质量比为2∶1.5)溶液；

③反应3h左右，冷却，抽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

(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________；

(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是_________；

(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO₂)∶n(NO)=1∶1时，过量的NaOH溶液能将NO，全部吸收，原因是_________(用化学方程式表示)；

(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是________；

(5)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_________。

Answer

碘水 由于温度过高、硝酸浓度过大，导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化 NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 优点：提高HNO3利用率；缺点：NOx吸收不完全 布氏漏斗、吸滤瓶

【解析】

(1)根据淀粉的特性分析解答；

(2)草酸和葡萄糖均具有还原性，升高温度，增大硝酸浓度，硝酸的氧化性越强；

(3)NO中氮元素为+2价，NO2中氮元素为+4价，在碱性条件下，发生价态归中反应；

(4)根据尾气的成分和氢氧化钠和淀粉的性质解答；

(5)根据减压过滤的特点分析解答。

(1)淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解；溶液若不显色，则证明淀粉完全水解，故答案为碘水；

(2)混酸为65%HNO3与98%H2SO4的混合液，混合液溶于水放热，温度高能加快化学反应，若混酸滴加过快，硝酸浓度过大，导致C6H12O6和H2C2O4进一步被氧化，故答案为温度过高、硝酸浓度过大，导致C6H12O6 和H2C2O4进一步被氧化；

(3) NO中氮元素为+2价，NO2中氮元素为+4价，在碱性条件下，二者发生反应生成NaNO2，反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，故答案为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；

(4)尾气为一氧化氮和二氧化氮，用碱吸收，它们将转变为亚硝酸钠完全吸收，如果用淀粉水解液吸收，二氧化氮与水反应生成硝酸，葡萄糖能继续被硝酸氧化，但NOx吸收不完全，故答案为优点：提高HNO3利用率；缺点：NOx吸收不完全；

(5)减压过滤与常压过滤相比，优点：可加快过滤速度，并能得到较干燥的沉淀，装置特点：布氏漏斗颈的斜口要远离且面向吸滤瓶的抽气嘴，因此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布氏漏斗、吸滤瓶，故答案为布氏漏斗、吸滤瓶。