淀粉水解的产物(C6H12O6)用硝酸氧化可以制备草酸,装置如图所示(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30 min,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与98%H2SO4的质量比为2:1.5)溶液;
④反应3h左右,冷却,减压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)冷凝水的进口是________(填a或b);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)草酸重结晶的减压过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有________________________。
(5)当尾气中n(NO2):n(NO)=1:1时,过量的NaOH溶液能将NOx全部吸收,发生的化学反应为:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,若用含硫酸的母液来吸收氮氧化物,其优点是
___________、缺点是____________。
(6) 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0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时溶液颜色由_______变为________。滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为__________________。
(1) 加快淀粉水解的速度(或起到催化剂的作用)
(2) a;温度过高 、硝酸浓度过大,导致H2C2O4进一步被氧化
(3) 碘水或KI-I2溶液
(4) 布氏漏斗、吸滤瓶 (安全瓶、抽气泵不作为主要仪器)
(5) 优点:提高HNO3利用率(或循环使用氮氧化物);缺点:NOx(或氮氧化物)吸收不完全
(6)无色;紫红色(或淡紫色);84.0%