Question

草酸作為一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬以甘蔗渣為原料用水解-氧化-水解技術(shù)制取草酸．

試回答下列問題
（1）第①步硫酸的主要作用是：

 

；由表1可確定，合適的硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

 

（選擇表中數(shù)據(jù)）；由表2，合適的浸泡時間

 

小時．
                            表1 硫酸濃度對草酸收率的影響

硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)%	草酸收率%	甘蔗渣浸泡后現(xiàn)象
60	36.0	甘蔗呈糖漿狀，大量為固體
65	60.3	大量呈糖漿狀，少量為固體
70	72.1	呈糖漿狀，色棕紅
75	70.0	呈糖漿狀，色棕黑
80	58.0	呈糖漿狀，有部分炭化色發(fā)黑

表2甘蔗渣浸時間對草酸收率的影響

浸泡時間/小時	1	2	3	4	5	6	7
草酸收率%	52.1	61.6	72.1	71.5	71.9	72.0	71.7

（2）步驟⑤是減壓抽濾（如圖），其優(yōu)點是：

 

；步驟⑥采用的操作方法是：

 

．
（3）為了確定產(chǎn)品中H₂C₂O₄?2H₂O的純度，稱取10.5g草酸樣品，配成250mL溶液，每次實驗時準(zhǔn)確量取40.00mL草酸溶液，加入適量的稀硫酸，用0.1mol/LKMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液平均為16.00mL，下列有關(guān)說法正確的是

 

．
A．KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在堿式滴定管中
B．可從酸式滴定管中準(zhǔn)確放出40.00mL草酸溶液
C．該實驗不需要加指示劑
D．測得產(chǎn)品中的草酸晶體純度約為95.0%

Answer 1

考點：纖維素的性質(zhì)實驗,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗題

分析：（1）根據(jù)纖維素水解過程中需要硫酸做催化劑分析；根據(jù)表1、表2中草酸收率判斷硫酸的最佳濃度及最佳浸泡時間；
（2）根據(jù)減壓抽濾的優(yōu)點進(jìn)行解答；根據(jù)草酸粗品中的雜質(zhì)及物質(zhì)分離除雜方法分析；
（3）根據(jù)滴定管的使用方法、草酸與高錳酸鉀溶液的反應(yīng)方程式進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）甘蔗渣的主要成分為纖維素，步驟①加入硫酸的目的是使纖維素水解，硫酸起到了催化作用；
根據(jù)表1可知，濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)從60%到70%，草酸收率逐漸升高，當(dāng)硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)從70%到80%，草酸收率反而降低，所以硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%時草酸收率最高，且甘蔗浸泡效果最佳；
根據(jù)表2可知，浸泡時間從1到3小時，草酸收率逐漸升高，當(dāng)浸泡時間從3到7小時，草酸收率逐漸減小，所以浸泡時間為3小時時，草酸收率最高，浸泡效果最好，
故答案為：催化劑；70%；3；
（2）減壓抽濾的優(yōu)點是加快過濾速度、得到較干燥的沉淀；
草酸粗品中含有雜質(zhì)硝酸，可以通過重結(jié)晶的方法得到較純凈的草酸，
故答案為：快速高效；重結(jié)晶；
（3）A．高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能夠氧化堿式滴定管的橡膠管，KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該盛放在酸式滴定管中，故A錯誤；
B．草酸溶液為酸性溶液，應(yīng)該使用酸式滴定管量取，且滴定管可以讀到0.01mL，所以可從酸式滴定管中準(zhǔn)確放出40.00mL草酸溶液，故B正確；
C．草酸與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng)中，高錳酸根離子為有色離子，反應(yīng)過程中溶液出現(xiàn)有色變化，所以該實驗不需要加指示劑，故C正確；
D．根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，草酸的物質(zhì)的量為：n（H₂C₂O₄）=

5

2

n（MnO₄^-）=

5

2

×

250mL

40mL

×0.1mol/L×0.016L=0.025mol，10.5g草酸樣品中H₂C₂O₄?2H₂O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

126g/mol×0.025mol

10.5g

×100%=30%，故D錯誤；
故選BC．

點評：本題考查了探究物質(zhì)的組成、測量物質(zhì)的含量的方法，題目難度較大，注意掌握探究物質(zhì)組成及含量的方法，明確常見化學(xué)實驗基本操作方法，正確理解題干信息及生成流程為解答本題的關(guān)鍵．