Question

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。一種制備草酸（含2個結晶水）的工藝流程如圖：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：____、____       。
（2）該制備工藝中有兩次過濾操作，過濾操作①的濾液是        ，濾渣是____     ；過濾操作②的濾液是        和       ，濾渣是____           。
（3）工藝過程中③和④的目的是____                    。
（4）有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產品不純，其中含有的雜質主要是___               。
（5）結晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。
稱量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L^-1的酸性KMn04溶液滴定，至淺粉紅色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反應的離子方程式為____          ；
列式計算該成品的純度                     。

Answer 1

解析試題分析：⑴CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉的反應可用觀察法將其配平；甲酸鈉加熱脫氫（產生H₂），通過觀察法并結合原子守恒得另一生成物為Na₂C₂O₄。
⑵根據“鈣化”反應：Na₂C₂O₄+Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓+2NaOH，由此可確定過濾操作①的濾液是NaOH，濾渣是CaC₂O₄；根據“酸化”反應：CaC₂O₄+H₂SO₄＝CaSO₄+ H₂C₂O₄，由此可確定過濾操作②的濾液是H₂C₂O₄，濾渣是CaSO₄；
⑶該工藝過程中③和④(“回頭”)分別循環利用氫氧化鈉和硫酸，減小污染，也可降低成本。
⑷若在甲酸鈉脫氫后生成的Na₂C₂O₄中直接用硫酸酸化制備草酸，會產生Na₂SO₄雜質。
⑸根據得失電子守恒有5C₂O₄^2-+2MnO₄^-――2Mn²⁺+10CO₂↑，再根據電荷守恒有5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺――2Mn²⁺+10CO₂↑，最后根據原子守恒得5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺＝2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；最后根據該反應方程式建立關系式“5(H₂C₂O₄·2H₂O)～2KMnO₄”，得該成品的純度為：
。
考點：本題以“草酸晶體的工業制備流程圖”為素材考查反應方程式的書寫與分析、物質的循環利用及化學計算。