Question

草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如图：回答下列问题：

（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：____、____       。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是        ，滤渣是____     ；过滤操作②的滤液是        和       ，滤渣是____           。
（3）工艺过程中③和④的目的是____                    。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是___               。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L^-1的酸性KMn04溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反应的离子方程式为____          ；
列式计算该成品的纯度                     。

Answer 1

解析试题分析：⑴CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠的反应可用观察法将其配平；甲酸钠加热脱氢（产生H₂），通过观察法并结合原子守恒得另一生成物为Na₂C₂O₄。
⑵根据“钙化”反应：Na₂C₂O₄+Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓+2NaOH，由此可确定过滤操作①的滤液是NaOH，滤渣是CaC₂O₄；根据“酸化”反应：CaC₂O₄+H₂SO₄＝CaSO₄+ H₂C₂O₄，由此可确定过滤操作②的滤液是H₂C₂O₄，滤渣是CaSO₄；
⑶该工艺过程中③和④(“回头”)分别循环利用氢氧化钠和硫酸，减小污染，也可降低成本。
⑷若在甲酸钠脱氢后生成的Na₂C₂O₄中直接用硫酸酸化制备草酸，会产生Na₂SO₄杂质。
⑸根据得失电子守恒有5C₂O₄^2-+2MnO₄^-――2Mn²⁺+10CO₂↑，再根据电荷守恒有5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺――2Mn²⁺+10CO₂↑，最后根据原子守恒得5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺＝2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；最后根据该反应方程式建立关系式“5(H₂C₂O₄·2H₂O)～2KMnO₄”，得该成品的纯度为：
。
考点：本题以“草酸晶体的工业制备流程图”为素材考查反应方程式的书写与分析、物质的循环利用及化学计算。