[化學-選修2:化學與技術(shù)]
草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產(chǎn).一種制備草酸(含2個結(jié)晶水)的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應方程式分別為
CO+NaOH
 200℃ 
.
2MPa
HCOONa
CO+NaOH
 200℃ 
.
2MPa
HCOONa
、
2HCOONa
Na2C2O4+H2
2HCOONa
Na2C2O4+H2

(2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作①的濾液是
氫氧化鈉溶液
氫氧化鈉溶液
,濾渣是
CaC2O4
CaC2O4
;過濾操作②的濾液是
H2C2O4溶液
H2C2O4溶液
H2SO4溶液
H2SO4溶液
,濾渣是
CaSO4
CaSO4

(3)工藝過程中③和④的目的是
分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸來降低成本,減小污染
分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸來降低成本,減小污染

(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸.該方案的缺點是產(chǎn)品不純,其中含有的雜質(zhì)主要是
Na2SO4
Na2SO4

(5)結(jié)晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定.稱量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol?L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反應的離子方程式為
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
;列式計算該成品的純度
94.5%
94.5%
分析:(1)根據(jù)反應物、生成物和反應條件寫出反應方程式;
(2)氫氧化鈣和草酸鈉溶液反應生成氫氧化鈉和草酸鈣,草酸鈣難溶于水,草酸鈣和稀硫酸反應生成草酸和硫酸鈣,硫酸鈣是微溶物;
(3)循環(huán)利用的物質(zhì)能降低成本,減少污染;
(4)甲酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉,硫酸鈉是可溶性物質(zhì);
(5)酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能氧化草酸根離子生成二氧化碳,同時自身被還原生成二價錳離子,根據(jù)草酸和高錳酸鉀之間的關(guān)系式計算草酸的物質(zhì)的量,再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式計算其純度.
解答:解:(1)根據(jù)流程圖知,200℃、2MPa條件下,一氧化碳和氫氧化鈉反應生成甲酸鈉,反應方程式為:CO+NaOH
 200℃ 
.
2MPa
HCOONa,加熱條件下,甲酸鈉脫氫生成草酸鈉和氫氣,反應方程式為:2HCOONa
Na2C2O4+H2↑,
故答案為:CO+NaOH
 200℃ 
.
2MPa
HCOONa,2HCOONa
Na2C2O4+H2↑;
(2)氫氧化鈣和草酸鈉溶液反應生成氫氧化鈉和草酸鈣,草酸鈣難溶于水,所以過濾操作①的濾液是氫氧化鈉溶液,濾渣是CaC2O4,草酸鈣和稀硫酸反應生成草酸和硫酸鈣,硫酸鈣是微溶物,該操作過程中,稀硫酸過量,所以過濾操作②的濾液是H2C2O4溶液、H2SO4溶液,濾渣是 CaSO4,
故答案為:NaOH溶液,CaC2O4 ,H2C2O4溶液、H2SO4溶液,CaSO4;
(3)氫氧化鈉和硫酸都具有腐蝕性,能污染環(huán)境,分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸能降低成本,減小污染,
故答案為:分別循環(huán)利用氫氧化鈉和硫酸能降低成本,減小污染;
(4)甲酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉,硫酸鈉是可溶性物質(zhì),存在于溶液中,所以含有的雜質(zhì)主要是Na2SO4
,故答案為:Na2SO4;
(5)酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能氧化草酸根離子生成二氧化碳,同時自身被還原生成二價錳離子,離子反應方程式為:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,
設草酸的物質(zhì)的量為xmol,則:
5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O
5mol         2mol
x           0.0500mol?L-1×0.015L
所以,5mol:2mol=x:0.0500mol?L-1×0.015L
解得x=0.001875mol,
故其純度=
0.001875mol×126g/mol
0.25g
×100%=94.5%,
故答案為:94.5%.
點評:本題考查了化學與技術(shù),明確操作時發(fā)生的化學反應、常見的操作名稱,難點是計算草酸結(jié)晶水合物的純度,根據(jù)方程式進行分析解答,難度中等.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2012?許昌三模)[化學--選修2:化學與技術(shù)]硫酸工業(yè)生產(chǎn)應考慮綜合經(jīng)濟效益問題.
(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠,你認為廠址宜選在
C
C
的郊區(qū).
A.風光秀麗的旅游城市             
B.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市
C.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市
(2)寫出沸騰爐內(nèi)煅燒黃鐵礦的化學方程式:
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8SO2
;
寫出接觸室中的化學方程式:
2SO2+O2
催化劑
.
2SO3
2SO2+O2
催化劑
.
2SO3

(3)CuFeS2是黃銅礦的主要成分,煅燒時CuFeS2轉(zhuǎn)化為CuO、Fe2O3和SO2,該反應的化學方程式為
4CuFeS2+13O2
 高溫 
.
 
4CuO+2Fe2O3+8SO2
4CuFeS2+13O2
 高溫 
.
 
4CuO+2Fe2O3+8SO2

(4)在硫酸工業(yè)制法中,下列生產(chǎn)操作與說明生產(chǎn)操作的主要原因二者都是正確的是
D
D

A.黃鐵礦煅燒前需要粉碎,因為大塊的黃鐵礦不能在空氣中反應
B.從沸騰爐出來的爐氣需凈化,因為爐氣中二氧化硫會與雜質(zhì)反應
C.二氧化硫氧化為三氧化硫時需使用催化劑,這樣可以提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率
D.三氧化硫用98.3%的濃硫酸吸收,目的是防止形成酸霧,以提高三氧化硫的吸收效率
(5)下表是壓強對SO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響:
壓強Mpa
轉(zhuǎn)化率%
溫度/℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
對于SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應,增大壓強可使轉(zhuǎn)化率
增大
增大
,但在實際工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓條件,理由是
常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已很大
常壓下SO2的轉(zhuǎn)化率已很大

(6)由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO與SO3在沸騰爐中化合而成),其中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)隨沸騰爐溫度不同而變化見下表:
沸騰爐溫度 600 620 640 660
爐渣中CuSO4質(zhì)量分數(shù)/% 9.3 9.2 9.0 8.4
已知CuSO4在低于660℃時不會分解,請簡要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分數(shù)隨溫度升高而降低的原因:
SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應放熱的可逆反應隨溫度升高,平衡左移,SO3物質(zhì)的量減少,所以CuSO4的量減少(或溫度升高,SO3物質(zhì)的量減少,故CuSO4的量減少)
SO2轉(zhuǎn)化為SO3是正反應放熱的可逆反應隨溫度升高,平衡左移,SO3物質(zhì)的量減少,所以CuSO4的量減少(或溫度升高,SO3物質(zhì)的量減少,故CuSO4的量減少)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

(2013?蘭州一模)[化學--選修2  化學與技術(shù)]
活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業(yè)中有廣泛的應用,一種由粗ZnO(含F(xiàn)eO、CuO)制備活性ZnO的流程如下:
已知:
(1)堿式碳酸鋅(Zn2 (OH)2CO3)經(jīng)焙燒可制得活性ZnO
(2)幾種離子生成氫氧化物沉淀時的pH如下表:
待沉淀離子 Fe2+ Fe3+ Zn2+ Cu2+
開始沉淀時pH 6.34 1.48 6.2 5.2
完全沉淀時pH 9.7 3.2 8.0 6.4
請問答下列問題:
(1)浸出過程中提高浸出效率可采用的措施有
將粗ZnO礦石粉碎或提高浸取溫度或適當增加酸的濃度等
將粗ZnO礦石粉碎或提高浸取溫度或適當增加酸的濃度等
(任答一條即可).
(2)步驟A加H2O2發(fā)生反應的離子方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
,該步驟需控制溶液pH的范圍是
3.2~5.2
3.2~5.2

(3)步驟B進行的操作名稱是
沉降、過濾
沉降、過濾
.步驟C中加入鋅粉的目的是
除去溶液中的Cu2+雜質(zhì)
除去溶液中的Cu2+雜質(zhì)

(4)A溶液中主要含有的溶質(zhì)是
(NH42SO4
(NH42SO4
,生成堿式碳酸鋅的離子反應的方程式為
2Zn2++4HCO3-═Zn2 (OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O
2Zn2++4HCO3-═Zn2 (OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

[化學--選修2:化學與技術(shù)]
水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì),水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康.請回答下列問題:
(1)某貧困山區(qū),為了尋找合適的飲用水,對山上的泉水進行了分析化驗,結(jié)果顯示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO
 
2-
4
.則該硬水的硬度屬于
 
 (填“暫時”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和純堿,試劑加入時先加
 
后加
 

(2)我國規(guī)定飲用水的硬度不能超過25度.硬度的表示方法是:將水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并將其折算成CaO的質(zhì)量,通常把1L水中含有10mg CaO稱為1度.某化學實驗小組對本地區(qū)地下水的硬度進行檢測.
═實驗中涉及的部分反應:
M2+(金屬離子)+EBT(鉻黑T)=MEBT
     藍色       酒紅色
M2+(金屬離子)+Y4-(EDTA)=MY2-
MEBT+Y4-(EDTA)=MY2-+EBT(鉻黑T)
實驗過程:
①取地下水樣品25.00mL進行預處理.寫出由Mg2+引起的暫時硬度的水用加熱方法處理時所發(fā)生反應的化學方程式:
 

②預處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸,煮沸幾分鐘,煮沸的目的是
 
;
③將處理后的水樣轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中,加入氨水--氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)pH為10,滴加幾滴鉻黑T溶液,用0.01000mol?L-1的EDTA標準溶液進行滴定.滴定終點的顏色變化為
 
,滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL,則該地下水的硬度為
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

【化學--選修2:化學與技術(shù)】“材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展,一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時代的意義.請回答下列問題:
精英家教網(wǎng)
(1)無機非金屬材料.高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導體”材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”.這種材料可以按下列方法制備:
①寫出步驟I的化學方程式:
 

②步驟II經(jīng)過冷凝得到的SiHCl3(沸點為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點為57.6℃)和HCl(沸點為-84.7℃),提純SiHCl3的實驗方法是
 

(2)磁性材料.這種材料一般含有鐵元素,鐵是用途最為廣泛的金屬,也較為活潑,所以從它的使用開始就不斷實施著對它的使用開始就不斷實施著對它的防護.最常見的鐵制品腐蝕就是電化學腐蝕,請寫出最為普遍的電化學腐蝕的負極反應式:
 

(3)激光材料.我國是激光技術(shù)先進的國家,紅寶石(Al2O3)是最早用于產(chǎn)生激光的材料,它是一種兩性氧化物,請用離子方程式加以說明:
 
_、
 

(4)高分子材料.它可以分成無機高分子材料和有機高分子材料.一種新型高效凈水劑[AlFe(OH)nCl6-n]m就屬于無機高分子材料,它廣泛應用生活用水和工業(yè)污水的處理,其中鐵元素的化合價為
 
;一種合成纖維腈綸,又稱“人造羊毛”,由丙烯腈(CH2=CH-CN)為原料聚合生成,請寫出生成該有機高分子材料的化學方程式:
 

(5)合金材料.14g銅銀合金與一定量某濃度的硝酸完全反應后,將放出的氣體與1.12L(標準狀況下)O2混合通入水中,恰好全部被水吸收,則合金中銅的質(zhì)量為
 
g.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案