Question

6．二甲酸鉀是一種白色晶體，商品名為弗米（Formil），是一種能替代抗生素的促生長劑，化學式為KH（HCOO）₂，具有吸濕性，易溶于水．
二甲酸鉀的生產工藝流程如下：

（1）以甲酸和碳酸鉀為原料生產二甲酸鉀，實驗測得反應條件對產品回收率的影響如下：
表1 反應溫度對產品回收率的影響

反應溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
產品回收率（%）	75.6	78.4	80.6	82.6	83.1	82.1	73.7

表2 反應物料比對產品回收率的影響

反應物料比	2：1	3：1	4：1	5：1	6：1	7：1
產品回收率（%）	0	38.4	82． 6	83.6	84.5	84.8

備注：表2中反應物料比為甲酸和無水碳酸鉀的物質的量之比．
①寫出甲酸和碳酸鉀生產二甲酸鉀的化學方程式：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O．
②實際生產二甲酸鉀時應選擇的最佳反應條件是反應溫度應控制在50℃∽60℃，反應物料比應選擇4：1．由表1可知反應溫度過高，反應回收率反而會降低，其原因可能是溫度過高，甲酸易揮發．
（2）測定某弗米產品純度的實驗方法如下：
稱取該弗米產品2.5g，將其全部溶解在水中，配制成250mL未知濃度的溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，再滴加2～3滴指示劑，用0.10mol•L^-1的NaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液的體積為18.50mL．
①加入的指示劑是酚酞（選填“甲基橙”、“石蕊”或“酚酞”），用NaOH溶液滴定至終點的現象是溶液由無色恰好變成淺紅色且在半分鐘內不褪色．
②上述弗米產品中二甲酸鉀的質量分數為96.2%．

Answer 1

分析 （1）①由信息可知，甲酸與碳酸鉀反應生成KH（HCOO）₂，同時生成二氧化碳與水；
②根據表1中溫度對產品回收率的影響判斷，選擇回收率高的溫度，50～60℃該范圍內回收率最高，溫度再高回收率反而降低，由于甲酸易揮發性，可能是甲酸揮發導致；
根據表2中配比對回收率的影響判斷，選擇回收率高的配比，配比高于4：1時對產物回收率影響不變，會浪費原料；
（2）①滴定終點的pH值應在指示劑變色范圍之內，二甲酸鉀與氫氧化鈉前后反應后溶液呈堿性，應選擇酚酞為指示劑；滴定終點時溶液由無色變為淺紅色且在半分鐘內不褪色；
②令產品中二甲酸鉀的質量分數為a，根據關系式KH（HCOO）₂～NaOH列方程計算．

解答 解：（1）①由信息可知，甲酸與碳酸鉀反應生成KH（HCOO）₂，同時生成二氧化碳與水，反應方程式為：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O，
故答案為：4HCOOH+K₂CO₃=2KH（HCOO）₂+CO₂↑+H₂O；
②根據表1中溫度對產品回收率的影響判斷，選擇回收率高的溫度，50～60℃該范圍內回收率最高，溫度再高回收率反而降低，故選擇50～60℃溫度范圍；
根據表2中配比對回收率的影響判斷，選擇回收率高的配比，配比高于4：1時對產物回收率影響不變，會浪費原料，故選擇原料配比為4：1；
溫度再高回收率反而降低，可能是由于溫度過高，甲酸易揮發導致，
故答案為：50、60；4、1；溫度過高，甲酸易揮發；
（2）①滴定終點的pH值應在指示劑變色范圍之內，二甲酸鉀與氫氧化鈉前后反應后溶液呈堿性，應選擇酚酞為指示劑；滴定終點時溶液由無色變為淺紅色且在半分鐘內不褪色，
故答案為：酚酞；溶液由無色變為淺紅色且在半分鐘內不褪色；
②令產品中二甲酸鉀的質量分數為a，則：
KH（HCOO）₂～NaOH
130g                   1mol
2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$       0.0185L×0.1mol/L
所以130g：1mol=2.5g×a×$\frac{25ml}{250ml}$：0.0185L×0.1mol/L
解得a=96.2%，
故答案為：96.2%．

點評 本題考查有機物的合成、對數據的分析處理及實驗條件的選擇控制、中和滴定等，難度中等，是對學生綜合能力的考查，計算質量分數是易錯點，注意二甲酸鉀為一元酸，確定二者為1：1反應是關鍵．