Question

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：

氧化時控制反應液溫度為55～60℃，邊攪拌邊緩慢滴加濃HNO₃、H₂SO₄混合液，可發(fā)生下列反應：

C₆H₁₂O₆＋18HNO₃→3H₂C₂O₄＋18NO₂↑＋12H₂O

C₆H₁₂O₆­＋6HNO₃→3H₂C₂O₄＋6NO↑＋6H₂O

（1）檢驗氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的實驗方案為      。

（2）氧化時控制反應液溫度為55～60℃的原因是      。

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

（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%。計算：理論上，每生產(chǎn)9 kg 乙二酸至少需要補充質(zhì)量分數(shù)為63%的硝酸溶液多少千克。（寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

 

（1）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，說明含有葡萄糖。

（2）若溫度過低反應過慢，若溫度過高硝酸會分解（或揮發(fā)）

（3）28.8 kg

（4）3.6 kg

【解析】

試題分析：（1）可用銀氨溶液或新制氫氧化銅檢驗葡萄糖，但檢驗之前要先加氫氧化鈉溶液中和作催化劑的硫酸。（2）氧化時溫度太低，反應速率緩慢；若溫度太高，硝酸分解并揮發(fā)。（3）設生成乙二酸mkg。

 (C₆H₁₀O₅)_n～3nH₂C₂O₄

1            3n

×0.8×0.8×0.9       

m=28.8。

（4）設每產(chǎn)生9 kg H₂C₂O₄反應中產(chǎn)生NO₂的物質(zhì)的量為x，產(chǎn)生NO的物質(zhì)的量為y

C₆H₁₂O₆＋18HNO₃→3H₂C₂O₄＋18NO₂↑＋12H₂O

                18      3        18

                x              x

C₆H₁₂O₆­＋6HNO₃→3H₂C₂O₄＋6NO↑＋6H₂O

6        3       6

y              y

解得

需補充的硝酸m(HNO₃)=360 mol×(1－90%)×63 g·mol^－1÷63%=3600 g=3.6 kg

考點： 化學實驗  化工生產(chǎn)條件的控制  化學計算