Question

淀粉水解的产物（C₆H₁₂O₆）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图1所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）：实验过程如下：①将1：1的淀粉水乳液与少许硫酸（98%）加入烧杯中，水浴加热至85℃～90℃，保持30min，然后逐渐将温度降至60℃左右；②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；③控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO₃、98%H₂SO₄的质量比为2：1.5）溶液；④反应3h左右，冷却，过滤后再重结晶得草酸晶体．硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：

C₆H₁₂O₆+12HNO₃→3H₂C₂O₄+9NO₂↑+3NO↑+9H₂O
C₆H₁₂O₆+8HNO₃→6CO₂+8NO↑+10H₂O 
3H₂C₂O₄+2HNO₃→6CO₂+2NO↑+4H₂O
请回答下列问题：
（1）实验①加入98%硫酸少许的目的是：

 

．
（2）冷凝水从a口进入，但实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是

 

．
（3）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为

 

．
（4）当尾气中n（NO₂）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NO_x全部吸收，发生的化学反应方程式为：

 

．
（5）将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸．用KMnO₄标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O称取该样品0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol?L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至终点（杂质不参与反应），此时滴定终点的现象为

 

．滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）根据浓硫酸的三大特性结合反应解答；
（2）浓硫酸溶于水放热；草酸具有还原性，硝酸能进一步氧化C₆H₁₂O₆和H₂C₂O₄；
（3）碘水遇到淀粉会变蓝，如果溶液中无淀粉，加入碘水没有变化；
（4）当尾气中n（NO₂）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NO_x全部吸收，反应生成亚硝酸钠和水；
（5）高锰酸钾为紫红色，过程中不需要加指示剂；在酸性条件下，高锰酸根离子能和草酸发生氧化还原反应生成二价锰离子、二氧化碳和水，根据反应计算．

解答： 解：（1）浓硫酸具有强氧化性、吸水性和脱水性，本题实验是将C₆H₁₂O₆用硝酸氧化可以制备草酸，浓硫酸作催化剂且浓硫酸吸水有利于向生成草酸的方向移动，
故答案为：加快淀粉水解的速度；
（2）混酸为65%HNO₃与98%H₂SO₄的混合液，混合液溶于水放热，温度高能加快化学反应，硝酸能进一步氧化H₂C₂O₄成二氧化碳，
故答案为：温度过高，硝酸浓度过大，导致H₂C₂O₄进一步被氧化；
（3）淀粉遇碘变蓝色，在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液，溶液显蓝色，则证明淀粉没有完全水解；溶液若不显色，则证明淀粉完全水解，
故答案为：碘水；
（4）当尾气中n（NO₂）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NO_x全部吸收，反应生成亚硝酸钠和水，反应的化学方程式为：NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O 
故答案为：NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；
（5）高锰酸钾溶液为紫红色，当达到滴定终点时，再滴入高锰酸钾溶液时，淡紫色不再褪去，溶液颜色由无色变为紫红色（或淡紫色），且半分钟内不褪色证明反应达到终点，草酸钠（Na₂C₂O₄）溶于稀硫酸中，然后用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，离子方程式为：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，n（KMnO₄）=0.016L×0.0200mol?L^-1=3.2×10^-3mol，根据方程式可得：
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
2              5
3.2×10^-3mol     8×10^-3mol    
样品中二水合草酸的质量为m=8×10^-3mol×126g/mol=8×126×10^-3g=1.008g，
则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为

1.008g

1.2g

×100%=84%，
故答案为：溶液颜色由无色变为紫红色（或淡紫色），且半分钟内不褪色；84%．

点评：本题主要考查了草酸的制取实验，注意把握实验的原理，熟练进行氧化还原计算是解答的关键，要求具备一定的理论分析能力和计算解决问题的能力，题目难度中等．