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(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     。
（2）氧化時(shí)控制反應(yīng)液溫度為55～60℃的原因是     。
（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(jì)算：理論上，每生產(chǎn)9 kg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

（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(yīng)過慢，若溫度過高硝酸會(huì)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(yàn)葡萄糖，但檢驗(yàn)之前要先加氫氧化鈉溶液中和作催化劑的硫酸。（2）氧化時(shí)溫度太低，反應(yīng)速率緩慢；若溫度太高，硝酸分解并揮發(fā)。（3）設(shè)生成乙二酸mkg。
(C₆H₁₀O₅)_n～3nH₂C₂O₄
1            3n
×0.8×0.8×0.9      
m=28.8。
（4）設(shè)每產(chǎn)生9 kg H₂C₂O₄反應(yīng)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(bǔ)充的硝酸m(HNO₃)="360" mol×(1－90%)×63 g·mol^－1÷63%="3600" g="3.6" kg
考點(diǎn)： 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 化工生產(chǎn)條件的控制 化學(xué)計(jì)算