Question

【題目】水產(chǎn)養(yǎng)殖的速效增氧劑“魚浮靈”的主要成分是過氧碳酸鈉（）。某化學(xué)研究小組對“魚浮靈”的制備、成分測定及增氧原理進(jìn)行了如下探究。

（查閱資料）①過氧碳酸鈉有和的雙重性質(zhì)；50℃開始分解。

②過氧碳酸鈉在異丙醇（有機(jī)溶劑）中的溶解度較低。

Ⅰ.“魚浮靈”的制備。

實(shí)驗(yàn)室用與穩(wěn)定劑的混合溶液和30%的溶液反應(yīng)制備過氧碳酸鈉，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

（1）反應(yīng)溫度不能超過20℃的原因是_____。

（2）反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，向反應(yīng)液中加入異丙醇，靜置過濾、洗滌、干燥，獲得過氧碳酸鈉固體。加入異丙醇的目的_____。

Ⅱ.“魚浮靈”的成分測定。

（定性檢測）檢測過氧碳酸鈉溶液中的成分。

（3）請補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的相關(guān)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	解釋或結(jié)論
①	取樣，加入粉末，用帶火星的木條伸入試管內(nèi)	木條復(fù)燃	反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____
②	_____	_____	溶液中含有

（定量研究）測定“魚浮靈”中過氧碳酸鈉的組成。

實(shí)驗(yàn)③：稱取一定質(zhì)量的“魚浮靈”樣品于小燒杯中，加適量水溶解，向小燒杯中加入足量，溶液，過濾、洗滌、干燥，得到碳酸鋇（）固體3.94g。

實(shí)驗(yàn)④：另稱取相同質(zhì)量的“魚浮靈”樣品于錐形瓶中，加入足量稀硫酸，再逐滴加入高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)，消耗的質(zhì)量為1.896g，該反應(yīng)的原理是：

。

（4）計(jì)算確定過氧碳酸鈉（）的化學(xué)式_____（寫出計(jì)算過程）。

Ⅲ.“魚浮靈”的增氧原理。

研究小組通過測定常溫下相同時(shí)間內(nèi)水溶液中溶解氧的變化，探究、對分解速率的影響，設(shè)計(jì)了對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。

編號	①	②	③	④	⑤
試劑		溶液	固體 溶液	溶液 溶液	溶液 溶液
pH	6.96	6.01	8.14	8.15	9.26
溶解氧（）	5.68	6.44	9.11	9.12	10.97

（5）由實(shí)驗(yàn)②可知，常溫下，過氧化氫水溶液呈_____（填“酸性”“中性”或“堿性”）。

（6）過氧碳酸鈉可以速效增氧的原理是_____。

Answer 1

【答案】常溫下魚浮靈在水中能很快分解產(chǎn)生氧氣，溫度越高，分解速度越快 使過氧碳酸鈉固體盡可能多的析出 取樣，加入適量的稀鹽酸，用蘸有澄清石灰水的玻璃片放在試管口 試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，玻璃片上澄清石灰水變渾濁 2Na2CO3·3H2O2 酸性 過氧碳酸鈉中含有碳酸鈉，碳酸鈉易溶于水，溶液呈堿性，加快了H2O2分解，使水中溶解氧迅速增加

【解析】

（1）魚浮靈在常溫下在水中會很快分解，而且溫度越高，分解速度越快。因此生產(chǎn)過程中反應(yīng)溫度不能超過20℃的原因是：常溫下魚浮靈在水中能很快分解產(chǎn)生氧氣，溫度越高，分解速度越快。

（2）因?yàn)檫^氧碳酸鈉在異丙醇（有機(jī)溶劑）中的溶解度較低，所以反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入異丙醇的目的就是：使過氧碳酸鈉固體盡可能多的析出。

（3）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的相關(guān)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)①中根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氧氣生成，可以判斷出溶液中含有過氧化氫，化學(xué)方程式是：

實(shí)驗(yàn)②結(jié)論是溶液中含有碳酸鈉，根據(jù)碳酸根離子的鑒定方法，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：取樣，加入適量的稀鹽酸，用蘸有澄清石灰水的玻璃片放在試管口；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：試管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，玻璃片上澄清石灰水變渾濁。

（4）計(jì)算確定過氧碳酸鈉的化學(xué)式。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)③中數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量。

設(shè)樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x。

解得x=2.12g

根據(jù)實(shí)驗(yàn)④中數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中過氧化氫的質(zhì)量。

設(shè)樣品中過氧化氫的質(zhì)量為y。

解得y=1.02g

設(shè)過氧碳酸鈉的化學(xué)式是aNa2CO3·b H2O2。

解得

則過氧碳酸鈉的化學(xué)式是：2Na2CO3·3 H2O2。

（5）由Ⅲ.“魚浮靈”的增氧原理中的實(shí)驗(yàn)②可知，常溫下，過氧化氫水溶液pH=6.01＜7呈酸性。

（6）由Ⅲ.“魚浮靈”的增氧原理中的實(shí)驗(yàn)可知，溶液的堿性越強(qiáng)，過氧化氫的分解速率越大，溶液中的溶解氧就越多，可見過氧碳酸鈉可以速效增氧的原理是：過氧碳酸鈉中含有碳酸鈉，碳酸鈉易溶于水，溶液呈堿性，加快了H2O2分解，使水中溶解氧迅速增加。