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、H2
题型:不详难度:来源:
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 ⑴检验氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的实验方案为 。 ⑵氧化时控制反应液温度为55~60℃的原因是 。 ⑶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 。 ⑷生产中产生的NOx用氧气和水吸收后产生硝酸循环利用,若尾气NOx中n(NO2)︰n(NO)=2︰1,且NOx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) |
答案
⑴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分) ⑵若温度过低反应过慢,若温度过高硝酸会分解(或挥发) (2分) ⑶28.8 kg (2分) ⑷3.6kg(6分) |
解析
试题分析:(1)葡萄糖中含有醛基,据此可以鉴别和检验,即取氧化后所得溶液,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)由于温度过低反应过慢,而温度过高硝酸会分解(或挥发),所以氧化时应该控制反应液温度为55~60℃。 (3)根据反应的方程式可知,(C6H10O5)n~n C6H12O6~3nH2C2O4 所以根据题意可知30 kg淀粉可生产乙二酸的质量为。 (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/6 x C6H12O6+6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O 6 3 6 y y/2 y x=2y (x/6+y/2)×90 g·mol-1=9×103 g x="240" mol y="120" mol 需补充的硝酸m(HNO3)="360" mol×(1-90%)×63 g·mol-1÷63% ="3600" g="3.6" kg 点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,难易适中。在注重对学生基础知识巩固和训练的同时,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力以及规范答题能力。 |
举一反三
在硫酸的工业制法中,下列生产操作与说明的原因二者都正确的是A.硫铁矿燃烧前需将矿粒粉碎,这样易于向沸腾炉中投料 | B.炉气进入接触室之前需要净化、干燥,因为炉气中的杂质易与SO2反应 | C.SO2氧化为SO3时需使用催化剂,这样可提高SO2的转化率 | D.接触室的反应温度控制在400~500 ℃,因为在该温度范围内催化剂的活性较高 |
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氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。 (1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为: 。 ①该反应的平衡常数K的表达式为:K=_________。升高温度,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3)。分析表中数据,__________(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是________________。
③下列关于合成氨说法正确是___________(填字母) A. 使用催化剂可以提高氮气的转化率 B. 寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向 C. 由于△H<0、△S>0,故合成氨反应一定能自发进行 (2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足。其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通人空气,另一电极通入氨气。其电池反应为 你认为电解质溶液应显______性(填“酸性”、“中性”、“碱性”),写出负极电极反应式________。 |
下列说法中,不正确的是A.现代科学技术的发展和环境问题的解决离不开化学科学 | B.门捷列夫提出的元素周期律为发现新元素、合成新材料提供了新思路 | C.绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须利用绿色植物为原料 | D.植物的光合作用是地球上规模最大的化学反应,在生物体内把光能转变为化学能 |
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电子产品产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
按要求回答下列问题: (1)滤渣1中存在的金属有_____________。 (2)已知沉淀物的pH如下表:
| 氢氧化物开始沉淀时的pH
| 氢氧化物沉淀完全时的pH
| Fe2+
| 7.0
| 9.0
| Fe3+
| 1.9
| 3.7
| Cu2+
| 4.9
| 6.7
| Al3+
| 3.0
| 4.4
| ①则操作②中X物质最好选用的是___________(填编号) a.酸性高锰酸钾溶液 b.漂白粉 c.氯气 d.双氧水 ②理论上应控制溶液pH的范围是________________________。 (3)检验滤液2中既不存在Fe2+又不存在Fe3+的操作步骤是____________________。 (4)用一个离子方程式表示在酸浸液中加入适量铝粉的反应:___________________。 (5)由CuSO4·5H2O制备CuSO4时,应把CuSO4·5H2O放在______(填仪器名称)中加热脱水。 (6)现在某些电器中使用的高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH,该电池放电时负极反应式为_______,每有1mol K2FeO4被还原,转移电子的物质的量为____,充电时阳极反应式为___________。 |
工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾,利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。 已知:FeSO4+Cr=CrSO4+H2↑
(1)碳素铬铁是铁铬合金,粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是 。 (2)加入(NH4)2SO4的目的是 。 (3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是 。 (4)产品铬中含氧呈脆性,为了降低其含氧量,可通过 提高其纯度。 |
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