Question

【題目】淀粉水解的產物(C6H12O6)用硝酸酸化可以制備草酸(H2C2O4)，裝置如圖所示：

實驗過程如下：

①將1：1的淀粉水乳液與少許98％硫酸加入燒杯中，水浴加熱30 min；

②將一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中；

③在5560℃條件下，緩慢滴加混酸(65%HNO3與98%H2S04的質量比為4 : 3)溶液；

④反應3h左右，冷卻、過濾后再重結晶得二水合草酸晶體(H2C2O4·2H2O)。

硝酸氧化淀粉水解液過程中可發生下列反應：

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

C6H12O6+8HNO3=6CO2↑+8NO↑+10H2O

C6H12O6+2HNO3=6CO2↑+2NO↑+4H2O

請回答下列問題：

(1)實鹼①加入98%硫酸少許的目的是_____________。

(2)檢驗淀粉是否水解完全所用的試劑為____________。

(3)冷凝水的進口是_______(填“a”或“b”)。

(4)裝置B的作用為___________。

(5)實驗中若混酸滴加過快，將導致草酸產量下降，其原因是______________。

(6)當尾氣中n(NO2) :n(NO)=1:1時，過量的NaOH溶液能將氮氧化物全部吸收，只生成一種鈉鹽，化學方程式為__________。若用步驟④后含硫酸的母液來吸牧氮氧化物，其優點是_____，缺點是________。

(7)二水合草酸晶體純度的測定。稱取該晶體0.12g，加水溶解，用0.020 mol L-1的酸性KMnO4溶液滴定(雜質不參與反應)，該反應的離子方程式為 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O。此時溶液顏色由_____變為_____。滴定前后液面讀數如圖所示，則該晶體中二水合草酸的質量分數為____________。

Answer 1

【答案】 加快淀粉水解的速度（或起到催化劑的作用） 碘水 a 作安全瓶 硝酸濃度過大.導致葡萄糖被氧化為C〇2，且H2C2O4進一步被氧化 NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 提高硝酸利用率（或循環使用氮氧化物)： NOx (或循環使用氮氧化物）吸收不完全 無色 淺紫色 84.0%

【解析】(1)實鹼①加入98%硫酸少許的目的是：淀粉水解時，硫酸能起到催化劑的作用，加快淀粉水解的速度；(2)檢驗淀粉是否水解完全所用的試劑為碘水，溶液由藍色變為無色且30S不變色即水解完全；(3)選擇a作為冷凝水入口，下進上出，可以加快冷凝速度；(4)裝置B起到安全瓶的作用，防止尾氣吸收時引起倒吸；(5)實驗中溫度過高 、硝酸濃度過大，都會導致H2C2O4進一步被氧化 ，故要控制混酸滴加速度；(6)當尾氣中n(NO2) :n(NO)=1:1時，過量的NaOH溶液能將氮氧化物全部吸收，只生成一種鈉鹽亞硝酸鈉（亞硝酸鈉中氮的化合價為+3價，為二氧化氮和一氧化氮的中間價態），其化學方程式為：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；若用步驟④后含硫酸的母液來吸牧氮氧化物，其優點是提高硝酸利用率，循環使用氮氧化物，缺點是NOx吸收不完全；(7)用酸性高錳酸鉀滴定草酸，當最后一滴酸性高錳酸鉀溶液滴入時，顯示其顏色，則溶液顏色由無色變為淺紫色，滴定前后液面讀數如圖所示，反應為：2MnO4- +5H2C2O4 + 6H+=2Mn2++10CO2+8H2O；則：

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

則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質量分數ω=×100% = 84.0%。