Bài tập điều chế Cellulose Trinitrate lớp 12 (có lời giải)

Cellulose trinitrate được điều chế bằng cách cho cellulose tác dụng với hỗn hợp HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

Xét về phản ứng hóa học và cấu tạo của các chất trong quá trình điều chế cellulose trinitrate, trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

Khi nghiên cứu về tính chất hóa học và ứng dụng của cellulose, nhóm học sinh dự đoán: "Cellulose có thể chuyển thành một hợp chất dễ cháy, không tạo khói bằng cách phản ứng với hỗn hợp acid HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc". Từ đó, học sinh tiến hành thí nghiệm:

• Bước 1: Cho khoảng 5 mL dung dịch HNO₃ đặc vào cốc thuỷ tinh (loại 100 mL) ngâm trong chậu nước đá. Thêm từ từ khoảng 10 mL dung dịch H₂SO₄ đặc vào cốc và khuấy đều. Sau đó, lấy cốc thuỷ tinh ra khỏi chậu nước đá, thêm tiếp một nhúm bông vào cốc và dùng đũa thuỷ tinh ấn bông ngập trong dung dịch.

• Bước 2: Ngâm cốc trong chậu nước nóng khoảng 10 phút. Để nguội, lấy sản phẩm thu được ra khỏi cốc, rửa nhiều lần với nước lạnh (đến khi nước rưa không làm đổi màu quỳ tím), sau đó rửa lại bằng dung dịch NaHCO₃ loãng.

• Bước 3: Ép sản phẩm giữa hai miếng giấy lọc để hút nước và làm khô tự nhiên. Sau đó, để sản phẩm lên đĩa sứ rồi đốt cháy sản phẩm.

Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

Cho 16,2 tấn cellulose phản ứng với dung dịch HNO₃ đặc dư (có H₂SO₄ đặc làm xúc tác) để sản xuất cellulose trinitrate. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

(Biết nguyên tử khối: C=12, H=1, O=16, N=14)

Xét về khả năng nitrate hóa của một số carbohydrate, các phát biểu sau đây là Đúng hay Sai?

Chất X là thành phần chính của bông vải. Cho chất X tác dụng với hỗn hợp HNO₃ và H₂SO₄ đặc để điều chế chất Y dùng làm vecni, phim ảnh,... Hàm lượng carbon trong chất Y khoảng 24,24%. Số nhóm ONO₂ trong Y bằng bao nhiêu?

Thể tích của dung dịch nitric acid 63% (D = 1,4 g/mL) cần vừa đủ để sản xuất được 500 kg cellulose trinitrate (hiệu suất 70%) là bao nhiêu lít? Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị.

Cellulose trinitrate dùng để chế tạo thuốc súng không khói. Phản ứng điều chế cellulose trinitrate được thực hiện theo phương trình hóa học sau:

${\left[C{}_{6}H{}_{7}O{}_2{\left(OH\right)}_3\right]}_n+3nHNO{}_3\stackrel{H_{2}S{O}_4,t^o}{\to }{\left[C{}_{6}H{}_{7}O{}_2{\left(ONO{}_2\right)}_3\right]}_n+3nH{}_{2}O$

Giả sử hiệu suất của phản ứng đạt 75%. Từ 1 tấn cellulose có thể điều chế được bao nhiêu tấn cellulose trinitrate (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)?

Cellulose tác dụng với acetic anhydride thu được cellulose triacetate theo phương trình sau:

${\text{[}{\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{7}}{\text{O}}_{\text{2}}{\text{(}\text{O}\text{H}\text{)}}_{\text{3}}\text{]}}_{\text{n}}\text{+}\text{3}\text{n}{\text{(}\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{C}\text{O}\text{)}}_{\text{2}}\text{O}\underset{}{\overset{}{\to }}{\text{[}{\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{7}}{\text{O}}_{\text{2}}{\text{(}\text{O}\text{C}\text{O}\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{)}}_{\text{3}}\text{]}}_{\text{n}}\text{+}\text{3}\text{n}\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{C}\text{O}\text{O}\text{H}$

Khi sử dụng cellulose của bông thì hiệu suất phản ứng đạt 91% tính theo cellulose. Tính số kg tơ acetate chứa 90% khối lượng cellulose triacetate tạo thành từ 1,0 tấn bông chứa 99,0% cellulose (coi các tạp chất trong bông không sinh ra cellulose triacetate, làm tròn kết quả đến hàng đơn vị và chỉ làm tròn ở phép tính cuối cùng).

Từ 8,1 tấn cellulose người ta sản xuất được m tấn cellulose trinitrate (biết hiệu suất phản ứng tính theo cellulose là 80%). Giá trị của m là bao nhiêu? Làm tròn kết quả đến hàng phần mười.