Question

草酸作为一种重要的化工原料，某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解-氧化-水解技术制取草酸．

试回答下列问题
（1）第①步硫酸的主要作用是：

 

；由表1可确定，合适的硫酸质量分数是：

 

（选择表中数据）；由表2，合适的浸泡时间

 

小时．
                            表1 硫酸浓度对草酸收率的影响

硫酸质量分数%	草酸收率%	甘蔗渣浸泡后现象
60	36.0	甘蔗呈糖浆状，大量为固体
65	60.3	大量呈糖浆状，少量为固体
70	72.1	呈糖浆状，色棕红
75	70.0	呈糖浆状，色棕黑
80	58.0	呈糖浆状，有部分炭化色发黑

表2甘蔗渣浸时间对草酸收率的影响

浸泡时间/小时	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）步骤⑤是减压抽滤（如图），其优点是：

 

；步骤⑥采用的操作方法是：

 

．
（3）为了确定产品中H₂C₂O₄?2H₂O的纯度，称取10.5g草酸样品，配成250mL溶液，每次实验时准确量取40.00mL草酸溶液，加入适量的稀硫酸，用0.1mol/LKMnO₄标准溶液滴定．平行滴定三次，消耗KMnO₄标准溶液平均为16.00mL，下列有关说法正确的是

 

．
A．KMnO₄标准溶液盛放在碱式滴定管中
B．可从酸式滴定管中准确放出40.00mL草酸溶液
C．该实验不需要加指示剂
D．测得产品中的草酸晶体纯度约为95.0%

Answer 1

考点：纤维素的性质实验,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验题

分析：（1）根据纤维素水解过程中需要硫酸做催化剂分析；根据表1、表2中草酸收率判断硫酸的最佳浓度及最佳浸泡时间；
（2）根据减压抽滤的优点进行解答；根据草酸粗品中的杂质及物质分离除杂方法分析；
（3）根据滴定管的使用方法、草酸与高锰酸钾溶液的反应方程式进行判断．

解答： 解：（1）甘蔗渣的主要成分为纤维素，步骤①加入硫酸的目的是使纤维素水解，硫酸起到了催化作用；
根据表1可知，浓硫酸质量分数从60%到70%，草酸收率逐渐升高，当硫酸质量分数从70%到80%，草酸收率反而降低，所以硫酸质量分数为70%时草酸收率最高，且甘蔗浸泡效果最佳；
根据表2可知，浸泡时间从1到3小时，草酸收率逐渐升高，当浸泡时间从3到7小时，草酸收率逐渐减小，所以浸泡时间为3小时时，草酸收率最高，浸泡效果最好，
故答案为：催化剂；70%；3；
（2）减压抽滤的优点是加快过滤速度、得到较干燥的沉淀；
草酸粗品中含有杂质硝酸，可以通过重结晶的方法得到较纯净的草酸，
故答案为：快速高效；重结晶；
（3）A．高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够氧化碱式滴定管的橡胶管，KMnO₄标准溶液应该盛放在酸式滴定管中，故A错误；
B．草酸溶液为酸性溶液，应该使用酸式滴定管量取，且滴定管可以读到0.01mL，所以可从酸式滴定管中准确放出40.00mL草酸溶液，故B正确；
C．草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应中，高锰酸根离子为有色离子，反应过程中溶液出现有色变化，所以该实验不需要加指示剂，故C正确；
D．根据反应2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，草酸的物质的量为：n（H₂C₂O₄）=

5

2

n（MnO₄^-）=

5

2

×

250mL

40mL

×0.1mol/L×0.016L=0.025mol，10.5g草酸样品中H₂C₂O₄?2H₂O质量分数为：

126g/mol×0.025mol

10.5g

×100%=30%，故D错误；
故选BC．

点评：本题考查了探究物质的组成、测量物质的含量的方法，题目难度较大，注意掌握探究物质组成及含量的方法，明确常见化学实验基本操作方法，正确理解题干信息及生成流程为解答本题的关键．