10.淀粉水解的產(chǎn)物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制備草酸,裝置如圖所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去),實驗過程如下:
①將1:1的淀粉水乳液與少許硫酸(98%)加入燒杯中,水浴加熱至85℃~90℃,保持30min,然后逐漸將溫度降至60℃左右;
②將一定量的淀粉水解液加入三頸燒瓶中;
③控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液;
④反應(yīng)3h左右,冷卻,過濾后再重結(jié)晶得草酸晶體.硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
請回答下列問題:
(1)實驗①加入98%硫酸少許的目的是:加快淀粉水解的速率(或起到催化劑的作用).
(2)冷凝水的進口是a(填a或b);實驗中若混酸滴加過快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)量下降,其原因是溫度過高,硝酸濃度過大,導(dǎo)致H2C2O4進一步被氧化.
(3)如何檢驗淀粉是否水解完全,寫出檢驗過程取少量水解后的溶液于試管中,滴1-2滴碘水,看溶液有否變藍,如變藍說明沒有水解完全,不變藍則說明水解完全.
(4)當尾氣中n(NO2):n(NO)=1:1時,過量的NaOH溶液能將NOx全部吸收,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,若用含硫酸的母液來吸收氮氧化物,其優(yōu)點是提高HNO3利用率、缺點是NOx(或氮氧化物)吸收不完全.
(5)將產(chǎn)品在恒溫箱內(nèi)約90℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸.用KMnO4標準溶液滴定,該反應(yīng)的離子方程式為:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
稱取該樣品0.12g,加適量水完全溶解,然后用0.020mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定至終點(雜質(zhì)不參與反應(yīng))此時溶液顏色由無色變?yōu)樽霞t色(或淡紫色).滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖示,則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分數(shù)為84.0%.

分析 (1)濃硫酸具有吸水性和催化能力,硝酸氧化淀粉生成草酸,通過濃硫酸吸水水分促進向正反應(yīng)方向移動;
(2)冷凝管的作用是冷凝蒸氣,起到冷凝回流作用,冷凝管中水流方向為逆流;實驗中若混酸滴加過快,則硝酸濃度過大,會導(dǎo)致酸過量,將導(dǎo)致葡萄糖(C6H12O6)被氧化為CO2,且H2C2O4進一步被氧化;
(3)碘水遇到淀粉會變藍,如果溶液中無淀粉,加入碘水沒有變化;
(4)用含硫酸的母液來吸收氮氧化物,優(yōu)點:提高HNO3利用率(或循環(huán)使用氮氧化物); 缺點:NOx(或氮氧化物)吸收不完全;
(5)高錳酸鉀為紫紅色,過程中不需要加指示劑;在酸性條件下,高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價錳離子、二氧化碳和水,根據(jù)反應(yīng)計算;

解答 解:(1)濃硫酸具有強氧化性、吸水性和脫水性,本題實驗是將C6H12O6用硝酸氧化可以制備草酸,濃硫酸作催化劑且濃硫酸吸水有利于向生成草酸的方向移動,所以濃硫酸的作用是加快淀粉水解的速率(或起到催化劑的作用),
故答案為:加快淀粉水解的速率(或起到催化劑的作用);
(2)凝管的作用是冷凝蒸氣,起到冷凝回流作用,冷凝效果逆流效果好,冷凝水的進口是a進b出,混酸為65%HNO3與98%H2SO4的混合液,混合液溶于水放熱,溫度高能加快化學(xué)反應(yīng),硝酸能進一步氧化H2C2O4成二氧化碳,
故答案為:a;溫度過高,硝酸濃度過大,導(dǎo)致H2C2O4進一步被氧化;
(3)碘水遇到淀粉會變藍,如果溶液中無淀粉,加入碘水沒有變化,所以檢驗淀粉是否水解完全的方法是取少量水解后的溶液于試管中,滴1-2滴碘水,看溶液有否變藍,如變藍說明沒有水解完全,不變藍則說明水解完全,
故答案為:取少量水解后的溶液于試管中,滴1-2滴碘水,看溶液有否變藍,如變藍說明沒有水解完全,不變藍則說明水解完全;
(4)用含硫酸的母液來吸收氮氧化物,會生成硝酸而重復(fù)使用,提高HNO3利用率;但也會造成吸收不充分,造成環(huán)境污染,
故答案為:提高HNO3利用率;NOx(或氮氧化物)吸收不完全;
(5)高錳酸鉀溶液為紫紅色,當達到滴定終點時,再滴入高錳酸鉀溶液時,淡紫色不再褪去,變?yōu)樽霞t色(或淡紫色),草酸鈉(Na2C2O4)溶于稀硫酸中,然后用酸性高錳酸鉀溶液進行滴定,離子方程式為2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,圖示滴定管消耗溶液體積=18.50mL-2.50mL=16.00mL,
n(KMnO4)=0.016L×0.0200mol•L-1=3.2×10-4mol,根據(jù)方程式可得:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
2              5
3.2×10-4mol    8×10-4mol    
樣品中二水合草酸的質(zhì)量為m=8×10-4mol×126g/mol=8×126×10-4g=0.1008g,
則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{0.1008g}{0.12g}$×100%=84.0%,
故答案為:無色;紫紅色(或淡紫色);84.0%.

點評 本題考查了草酸的制取,為高頻考點,涉及物質(zhì)制備、氧化還原反應(yīng)滴定等知識點,把握實驗的原理、實驗基本操作、熟練進行氧化還原計算是解答的關(guān)鍵,注意各個儀器作用,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.已知下面表格中的數(shù)據(jù),
共價鍵 斷開該鍵吸收的能量或生成該鍵放出的能量/kJ•mol-1共價鍵  斷開該鍵吸收的能量或生成該鍵放出的能量/kJ•mol-1 共價鍵 斷開該鍵吸收的能量或生成該鍵放出的能量/kJ•mol-1
 H-H 436H-Br  366Cl-Cl  243
 H-O 463 H-I 298 Br-Br 193
 H-Cl 432 O=O 496 I-I151
根據(jù)上述表格中的數(shù)據(jù),推斷下列反應(yīng)為吸熱反應(yīng)的是( 。
①2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)②H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)③H2(g)+Br2(g)═2HBr(g)④2HI(g)═H2(g)+I2(g)
A.①④B.②③C.只有①D.只有④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.常溫下,0.2mol/L的一元酸HA與等濃度的NaOH溶液等體積混合后,所得溶液中部分微粒組分及濃度如圖所示,下列說法正確的是 (  )
A.HA為強酸B.該混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+
C.圖中X表示HA,Y表示H+,Z表示OH-D.該混合液pH=7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

18.氫化鋰(LiH)在干燥的空氣中能穩(wěn)定存在,遇水或酸能夠引起燃燒.某活動小組準備使用如圖裝置制備LiH固體.

甲同學(xué)的實驗方案如下:
(1)儀器的組裝連接:上述儀器裝置接口的連接順序為e接a,b接f,g接d,加入藥品前首先要進行的實驗操作是檢驗裝置氣密性(不必寫出具體的操作方法);其中裝置B的作用是除去H2中的H2O和HCl.
(2)添加藥品:用鑷子從試劑瓶中取出一定量金屬鋰(固體石蠟密封),然后在甲苯中浸洗數(shù)次,該操作的目的是除去鋰表面的石蠟,然后快速把鋰放入到石英管中.
(3)通入一段時間氫氣后加熱石英管,在加熱D處的石英管之前,必須進行的實驗操作是收集c處排出的氣體并檢驗H2純度.
(4)加熱一段時間后停止加熱,繼續(xù)通氫氣冷卻,然后取出LiH,裝入氮封的瓶里,保存于暗處.采取上述操作的目的是為了避免LiH與空氣中的水蒸氣接觸而發(fā)生危險.(反應(yīng)方程式:LiH+H2O=LiOH+H2↑),分析該反應(yīng)原理,完成LiH與無水乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式LiH+CH3CH2OH=CH3CH2OLi+H2↑.
(5)準確稱量制得的產(chǎn)品0.174g,在一定條件下與足量水反應(yīng)后,共收集到氣體470.4mL(已換算成標準狀況),則產(chǎn)品中LiH與Li的物質(zhì)的量之比為10:1.
(6)乙同學(xué)對甲的實驗方案提出質(zhì)疑,他認為未反應(yīng)的H2不能直接排放,所以在最后連接了裝置E用來收集H2,請將E裝置補充完整.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.未污染的雨水由于二氧化碳的緣故,一般呈現(xiàn)出弱酸性,當雨水的pH<5.6時,我們稱之為“酸雨”.酸雨露置于空氣中,經(jīng)過一段時間后中,pH值會變小(填“變大”、“變小”或“不變”).控制酸雨的措施有acd
a.使用脫硫煤   
b.加高工廠的煙囪   
c.用廢堿液吸收煙氣中的二氧化硫  
d.開發(fā)新能源.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

15.氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種白色固體,熔點:59-61°C.在干燥空氣中穩(wěn)定,但在潮濕空氣中則放出氨而變成碳酸氫銨.59℃時分解為氨及二氧化碳,在密封管中加熱至120~140℃時,則失去水變?yōu)槟蛩兀芙舛龋涸?00g水中為66.6g.能溶于乙醇.可用作肥料、滅火劑、洗滌劑等.
某化學(xué)興趣小組模擬制備氨基甲酸銨,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0

(1)如用圖(a)裝置制取氨氣,你所選擇的試劑是濃氨水與生石灰(或氫氧化鈉固體等),制備氨基甲酸銨的裝置如圖(c)所示,把氨氣和二氧化碳通入液體X中,不斷攪拌混合,生成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在X中.當懸浮物較多時,停止制備.下列液體中,最合適做液體X的是B.
A、水        B、四氯化碳       C、無水乙醇
(2)發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度,提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率(或降低溫度,防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解),
(3)液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡,調(diào)節(jié)NH3與CO2通入比例.
(4)從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實驗方法是過濾(填寫操作名稱);為了得到干燥產(chǎn)品,應(yīng)采取的方法是C(填寫選項序號).
A.常壓加熱烘干   B.高壓加熱烘干   C.真空40℃以下烘干
(5)尾氣處理裝置如圖(b)所示.雙通玻璃管的作用:防止倒吸;濃硫酸的作用:吸收多余氨氣,防止空氣中水蒸氣進入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解.
(6)稱取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7820g,用足量石灰水充分處理后,使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,過濾、洗滌、干燥,測得質(zhì)量為1.000g.則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分數(shù)為80%(精確到2位小數(shù)).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.下列說法中,錯誤的是( 。
A.人類目前所利用的能量大部分是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的
B.煤、石油、天然氣是當今世界最重要的三種化石燃料
C.我國目前最主要的能源是石油
D.能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.下列有關(guān)實驗操作的敘述錯誤的是( 。
A.過濾操作中,漏斗的尖端應(yīng)接觸燒杯內(nèi)壁
B.用玻璃棒蘸取CH3COOH溶液點在水濕潤的pH試紙上,測定該溶液的pH
C.中和滴定時.滴定管用所盛裝的反應(yīng)液潤洗2~3 次.
D.分液操作中,下層液體從下端放出,上層液體從上口倒出

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.如圖表示各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系.已知:A、B、I都是XY2型化合物,且陽離子相同,A、B晶體中陰、陽離子個數(shù)比都是1:1,但I晶體中陰、陽離子個數(shù)比是2:1,I常用作干燥劑.

請按要求填空:
(1)I的電子式是;
(2)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式是Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,反應(yīng)③在工業(yè)上的一個重要用途是制漂白粉或漂白精_;
(3)反應(yīng)④的化學(xué)方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O
(4)根據(jù)上圖中物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及題中所給信息判斷,B的化學(xué)式是CaO2

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