Question

乙二酸（H₂C₂O₄）是一种重要的化工产品，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，其制备工艺流程如下：

氧化时控制反应液温度为55～60℃，边搅拌边缓慢滴加浓HNO₃、H₂SO₄混合液，可发生下列反应：

C₆H₁₂O₆＋18HNO₃→3H₂C₂O₄＋18NO₂↑＋12H₂O

C₆H₁₂O₆­＋6HNO₃→3H₂C₂O₄＋6NO↑＋6H₂O

（1）检验氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的实验方案为      。

（2）氧化时控制反应液温度为55～60℃的原因是      。

（3）若水解时淀粉利用率为80%，氧化时葡萄糖的利用率为80%，结晶时有10%的乙二酸遗留在溶液中。则30 kg淀粉可生产乙二酸的质量为      。

（4）生产中产生的NO_x用氧气和水吸收后产生硝酸循环利用，若尾气NO_x中n(NO₂)︰n(NO)＝2︰1，且NO_x的吸收转化率为90%。计算：理论上，每生产9 kg 乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克。（写出计算过程）

Answer

（1）取氧化后所得溶液，加入过量NaOH溶液，再向其中加入新制Cu(OH)2，加热。若有砖红色沉淀产生，说明含有葡萄糖。

（2）若温度过低反应过慢，若温度过高硝酸会分解（或挥发）

（3）28.8 kg

（4）3.6 kg

【解析】

试题分析：（1）可用银氨溶液或新制氢氧化铜检验葡萄糖，但检验之前要先加氢氧化钠溶液中和作催化剂的硫酸。（2）氧化时温度太低，反应速率缓慢；若温度太高，硝酸分解并挥发。（3）设生成乙二酸mkg。

 (C6H10O5)n～3nH2C2O4

1            3n

×0.8×0.8×0.9       

m=28.8。

（4）设每产生9 kg H2C2O4反应中产生NO2的物质的量为x，产生NO的物质的量为y

C6H12O6＋18HNO3→3H2C2O4＋18NO2↑＋12H2O

                18      3        18

                x              x

C6H12O6­＋6HNO3→3H2C2O4＋6NO↑＋6H2O

6        3       6

y              y

解得

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

考点： 化学实验  化工生产条件的控制  化学计算