Question

15．過氧化氫常用作氧化劑、漂白劑和消毒劑，可用于甲型H1N1流感消毒，為了貯存運(yùn)輸和使用的方便，工業(yè)上采用“醇析法”，將它轉(zhuǎn)化為固態(tài)的過碳酸鈉晶體（2Na₂CO₃•3H₂O₂），該晶體具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質(zhì)，工業(yè)“醇析法”的工藝如圖：

注：反應(yīng)溫度控制在0～5℃時(shí)進(jìn)行在低溫下H₂O₂與2Na₂CO₃•3H₂O₂穩(wěn)定（不易分解）且2Na₂CO₃•3H₂O₂的溶解度小
回答下列問題：
（1）過氧化氫溶液加入二氧化錳的反應(yīng)化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）穩(wěn)定劑能相互反應(yīng)，生成一種不溶物將過碳酸鈉粒子包住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（3）加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉的溶解度，有利于晶體析出．
（4）下列物質(zhì)不能使過碳酸鈉較快失效的是d．
a．FeCl₂  b．Na₂Sc．CH₃COOH  d．NaHCO₃
（5）根據(jù)題中有關(guān)信息，請你提出貯存、運(yùn)輸過碳酸鈉晶體中應(yīng)注意（至少兩項(xiàng)）：密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質(zhì)（寫出其中兩項(xiàng)即可）．
（6）某同學(xué)向酸性高錳酸鉀溶液中滴入過量過氧化氫溶液，觀察到高錳酸鉀溶液褪色，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 過氧化氫為液體，難以貯存和運(yùn)輸，工業(yè)常見過氧化氫轉(zhuǎn)化為過碳酸鈉，生成時(shí)將反應(yīng)溫度控制在0～5℃，目的是防止在較低溫度下2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小，且過氧化氫和過碳酸鈉較穩(wěn)定，加入穩(wěn)定劑，發(fā)生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過碳酸鈉粒子包住，得到穩(wěn)定的溶液，在溶液中加入異丙醇可以減小過碳酸鈉在水的溶解度，使過碳酸鈉晶體析出而得到過碳酸鈉晶體，
（1）過氧化氫溶液加入二氧化錳的發(fā)生分解反應(yīng)生成水和氧氣；
（2）根據(jù)元素守恒可書寫化學(xué)方程式；
（3）過碳酸鈉在異丙醇中的溶解度較小；
（4）過碳酸鈉在鐵離子作催化劑、酸性條件及還原劑的條件下都容易失效；
（5）由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質(zhì)，可從過氧化氫和碳酸鈉的性質(zhì)的角度選擇貯存、運(yùn)輸過碳酸鈉晶體中應(yīng)注意的事項(xiàng)；
（6）酸性高錳酸鉀溶液與過氧化氫溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子和氧氣，根據(jù)電荷守恒和元素守恒書寫離子方程式．

解答 解：過氧化氫為液體，難以貯存和運(yùn)輸，工業(yè)常見過氧化氫轉(zhuǎn)化為過碳酸鈉，生成時(shí)將反應(yīng)溫度控制在0～5℃，目的是防止在較低溫度下2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小，且過氧化氫和過碳酸鈉較穩(wěn)定，加入穩(wěn)定劑，發(fā)生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過碳酸鈉粒子包住，得到穩(wěn)定的溶液，在溶液中加入異丙醇可以減小過碳酸鈉在水的溶解度，使過碳酸鈉晶體析出而得到過碳酸鈉晶體，
（1）過氧化氫溶液加入二氧化錳的發(fā)生分解反應(yīng)生成水和氧氣，反應(yīng)的方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根據(jù)上面的分析可知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，
故答案為：MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；
（3）過碳酸鈉在異丙醇中的溶解度較小，所以加入異丙醇的作用為降低過碳酸鈉的溶解度，有利于晶體析出，
故答案為：降低過碳酸鈉的溶解度，有利于晶體析出；
（4）過碳酸鈉在鐵離子作催化劑、酸性條件及還原劑的條件下都容易失效，a．FeCl₃ 對過碳酸鈉的分解起催化作用； b．Na₂S具有還原性，能還原過碳酸鈉；c．CH₃COOH 具有酸性，過碳酸鈉能與酸反應(yīng)，過碳酸鈉較在碳酸氫鈉中較穩(wěn)定，故選 d；
（5）由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質(zhì)，所以貯存、運(yùn)輸過碳酸鈉晶體中應(yīng)注意密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質(zhì)，
故答案為：密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質(zhì)（寫出其中兩項(xiàng)即可）；
（6）酸性高錳酸鉀溶液與過氧化氫溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子和氧氣，反應(yīng)的離子方程式為5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，側(cè)重于鈉的化合物的考查，注意把握制備原理，結(jié)合題給信息解答，答題時(shí)注意審題，要具備較強(qiáng)的審題能力和自學(xué)能力．