Question

（2013?江蘇三模）乙二酸（H₂C₂O₄）是一種重要的化工產(chǎn)品，可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，其制備工藝流程如下：

氧化時(shí)控制反應(yīng)液溫度為55～60℃，邊攪拌邊緩慢滴加濃HNO₃、H₂SO₄混合液，可發(fā)生下列反應(yīng)：
C₆H₁₂O₆+18HNO₃→3H₂C₂O₄+18NO₂↑+12H₂O
C₆H₁₂O₆+6HNO₃→3H₂C₂O₄+6NO↑+6H₂O
（1）檢驗(yàn)氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的實(shí)驗(yàn)方案為

取氧化后所得溶液，加入過量NaOH溶液，再向其中加入新制Cu（OH）₂，加熱，若有磚紅色沉淀產(chǎn)生，說明含有葡糖

．
（2）氧化時(shí)控制反應(yīng)液溫度為55～60℃的原因是

溫度過低反應(yīng)過慢，若溫度過高硝酸會(huì)分解（或揮發(fā)）

．
（3）若水解時(shí)淀粉利用率為80%，氧化時(shí)葡萄糖的利用率為80%，結(jié)晶時(shí)有10%的乙二酸遺留在溶液中．則30kg淀粉可生產(chǎn)乙二酸的質(zhì)量為

28.8kg

．
（4）生產(chǎn)中產(chǎn)生的NO_x用氧氣和水吸收后產(chǎn)生硝酸循環(huán)利用，若尾氣NO_x中n（NO₂）：n（NO）=2：1，且NO_x的吸收轉(zhuǎn)化率為90%．計(jì)算：理論上，每生產(chǎn)9kg 乙二酸至少需要補(bǔ)充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的硝酸溶液多少千克．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（1）葡萄糖含有醛基，取氧化后所得溶液，加入過量NaOH溶液，加入新制Cu（OH）₂，加熱，檢驗(yàn)葡萄糖；
（2）若溫度過低反應(yīng)過慢，若溫度過高硝酸會(huì)分解（或揮發(fā)）；
（3）根據(jù)關(guān)系式（C₆H₁₀O₅）n～nC₆H₁₂O₆～3nH₂C₂O₄計(jì)算；
（4）根據(jù)n=

m

M

計(jì)算乙二酸的物質(zhì)的量，令反應(yīng)生成NO₂的乙二酸的物質(zhì)的量為xmol，則反應(yīng)生成NO的乙二酸的物質(zhì)的量為（100-x）mol，根據(jù)方程式計(jì)算生成氣體的物質(zhì)的量，由氮元素守恒可知，損失的氣體的物質(zhì)的量等于需要補(bǔ)充的硝酸的物質(zhì)的量，據(jù)此解答．

解答：解：（1）檢驗(yàn)氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的實(shí)驗(yàn)方案為：取氧化后所得溶液，加入過量NaOH溶液，再向其中加入新制Cu（OH）₂，加熱，若有磚紅色沉淀產(chǎn)生，說明含有葡糖，
故答案為：取氧化后所得溶液，加入過量NaOH溶液，再向其中加入新制Cu（OH）₂，加熱，若有磚紅色沉淀產(chǎn)生，說明含有葡糖；
（2）溫度過低反應(yīng)過慢，若溫度過高硝酸會(huì)分解（或揮發(fā)），故氧化時(shí)控制反應(yīng)液溫度為55～60℃，
故答案為：溫度過低反應(yīng)過慢，若溫度過高硝酸會(huì)分解（或揮發(fā)）；
（3）令30kg淀粉可生產(chǎn)乙二酸的質(zhì)量為mKg，則：
  （C₆H₁₀O₅）n～nC₆H₁₂O₆～3nH₂C₂O₄
     162n                270n
30kg×80%×80%         

mkg

1-10%

=

10

9

mkg

所以162n：270n=（30kg×80%×80%）：

10

9

mkg
解得m=28.8kg
故答案為：28.8kg；
（4）9kg乙二酸的物質(zhì)的量為

9000g

90g/mol

=100mol，令反應(yīng)生成NO₂的乙二酸的物質(zhì)的量為xmol，則反應(yīng)生成NO的乙二酸的物質(zhì)的量為（100-x）mol，由方程式可知，反應(yīng)生成的n（NO₂）=6x mol，n（NO）=2（100-x）mol
，尾氣NO_x中n（NO₂）：n（NO）=2：1，故6x：2（100-x）=2：1，解得x=40，故需要補(bǔ)充硝酸為[6x+2（100-x）]mol×（1-90%）=[240+120]mol×（1-90%）=36mol，故需要加入硝酸溶液的質(zhì)量為

36mol×63g/mol

63%

=3600g=3.6kg，
答：需要加入硝酸溶液的質(zhì)為3.6kg．

點(diǎn)評(píng)：本題以乙二酸的制備為載體，考查糖類性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件的控制、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，（3）注意利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，（4）關(guān)鍵是根據(jù)氮元素守恒判斷損失的氣體的物質(zhì)的量等于需要補(bǔ)充的硝酸的物質(zhì)的量．