题目内容

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）


（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

练习册系列答案
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(14分)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：

试回答下列问题：
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_______________________________________________。
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式： ______________ ______________________________________________。
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________(单选)。

A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料
B．1 nm＝10－10m
C．锆合金的硬度比纯锆要高
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气
爆炸引起的
(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。在熔融电解质中，O2－向________(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为__________________，负极电极反应为________________________________。

用菱锌矿（主要成分为碳酸锌，还含有Fe2+、Fe3+、 Mg2+、 Ca2+、Cu2+等）制备氯化锌的一种流程如下：

（1）在反应3前要将菱锌矿研磨，其目的是_______________________________
（2）反应4将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为______________________
（3）加入氧化锌调节pH=4.5,反应5的离子方程式为________________________
（4）锌粉不在反应4之前加的原因是____________________________________
（5）若用石墨作电极电解滤液Y，则可以得到参与本流程反应的物质有_________

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成为是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：
往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色) ＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是                                                              。
（2）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在                 范围。
（3）若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可以制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝        。
（4）已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)   ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)=2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：                                                       。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是         (只要求写出一项)。
（6）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4的，可采用        方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
－25.0
－68.8
沸点/℃
136.4
57.6
 

硼酸（H3BO3)大量应用于玻璃制造行业，以硼镁矿（2MgO?B2O3?H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下：

已知：H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3. 2、5.2、9.7和12.4。
（1）由于矿粉中含CaCO3，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出，故应分批加入稀硫酸。该反应的化学方程式为                          。
（2）“浸出液”显酸性，含H3BO3和Mg2+、SO42－，还含有Fe3 +、Fe2+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO，除去的杂质离子是        。H2O2的作用是                  (用离子方程式表示）。
（3）“浸取”后，采用“热过滤”的目的是                          。
（4）“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4?H2O，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩，                          。

（6分）（2012?重庆）化学工业是国民经济的支柱产业．下列生产过程中不涉及化学变化的是（             ）

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现代工业上用氨与二氧化碳在高压下反应，先生成氨基甲酸铵，再脱水生成尿素。反应式为2NH3＋CO2NH2COONH4；NH2COONH4 CO(NH2)2＋H2O
根据已学知识推断起固氮作用的化学反应是(　　)

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C．NH3经催化氧化生成NOD．N2蛋白质

城市的环境污染是当前突出的环境问题。如图A所示，X河流经某工业城市Y，其中a处在上游，附近有丰富的黄铁矿资源；d处在下游，附近有多个企业以硫酸为原料。根据某月Y市环保局监测站对X河水质检测的结果，绘制成简图如图B所示。下列说法不正确的是(  )

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下列关于化工生产原理的几种叙述中，均符合目前工业生产实际情况的是(　　)。

A．石油是烃的混合物，石油工业中采用干馏的方法把石油分成不同沸点范围的产物 
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C．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔内被水吸收制成浓硫酸 
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