Question

1．過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）是由Na₂CO₃-與H₂O₂復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，可用于洗滌、紡織、醫(yī)藥、衛(wèi)生等領(lǐng)域．工業(yè)上常以過碳酸鈉產(chǎn)品中活性氧含量（[O]%=$\frac{M（O）×n（{H}_{2}{O}_{2}）}{{m}_{樣}}$×100）來衡量其優(yōu)劣，13%以上為優(yōu)等品．一種制備過碳酸鈉的工藝流程如圖1：

回答下列問題：
（1）過碳酸鈉受熱易分解，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Na₂CO₃+3O₂↑+6H₂O．
（2）穩(wěn)定劑及反應(yīng)溫度等因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響．
①下列試劑中，可能用作“穩(wěn)定劑”的是c（填字母）．a(chǎn)．MnO₂b．KI　 c．Na₂SiO₃d．FeCl₃
②反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率（y%）及活性氧含量的影響如圖1所示．要使產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等品且產(chǎn)率超過90%合適的反應(yīng)溫度范圍是286.8～288.5K．
③“結(jié)晶”時(shí)加入NaCl的目的是提高產(chǎn)量，其作用原理是增加鈉離子濃度，促進(jìn)過碳酸鈉析出．
（3）“母液”中可循環(huán)利用的主要物質(zhì)是NaCl．
（4）產(chǎn)品中活性氧含量的測(cè)定方法：稱量0.1600g樣品，在250mL錐形瓶中用100mL 0.5mol•L^-1硫酸溶解完全，立即用0.02000mol•L^-1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液呈淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)，平行三次，消耗KMnO₄溶液的平均體積為26.56mLo另外，在不加樣品的情況下按照上述過程進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，消耗KMn0₄溶液的平均體積為2.24mL．
①過碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，產(chǎn)物除硫酸鈉和水外，還有H₂O₂、CO₂．
②測(cè)定時(shí)，若用工業(yè)鹽酸代替硫酸，分析對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響及其原因偏低，工業(yè)鹽酸常含微量Fe³⁺，溶解過程會(huì)催化H₂O₂分解．
③該樣品的活性氧含量為12.16%，表明該樣品不是（填“是”或“不是”）

Answer 1

分析 制備過碳酸鈉的工藝流程：2Na₂CO₃+2H₂O₂=2Na₂CO₃•3H₂O₂；雙氧水穩(wěn)定性差，易分解；因此向反應(yīng)前的H₂O₂中加入穩(wěn)定劑的作用是防止雙氧水分解，因過碳酸鈉易溶解于水，可利用鹽析原理，結(jié)晶過程中加入氯化鈉、攪拌，能降低過碳酸鈉的溶解度，有利于過碳酸鈉析出，從溶液中過濾出固體后，需要洗滌沉淀，然后干燥得到產(chǎn)品．
（1）根據(jù)過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）是由Na₂CO₃-與H₂O₂復(fù)合而形成的一種固體放氧劑可知，過碳酸鈉受熱分解生成碳酸鈉、氧氣、水；
（2）①雙氧水可在MnO₂、FeCl₃催化作用下快速分解，與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與硅酸鈉不反應(yīng)，可能用作“穩(wěn)定劑”；
②根據(jù)圖象分析，產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等品且產(chǎn)率超過90%合適的反應(yīng)溫度范圍來分析；
③因過碳酸鈉易溶解于水，可利用鹽析原理，過程中不斷添加氯化鈉晶體顆粒，抑制過碳酸鈉溶解；
（3）“母液”中主要為氯化鈉溶液，NaCl溶液又是抑制過碳酸鈉溶解的原料；
（4）①過碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，依據(jù)碳酸鈉、過氧化氫和硫酸反應(yīng)書寫；
②工業(yè)鹽酸常含微量Fe³⁺，為過氧化氫分解的催化劑；
③利用滴定原理2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂，建立關(guān)系式計(jì)算樣品ω（活性氧），判斷樣品的優(yōu)劣．

解答 解：（1）過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）是由Na₂CO₃-與H₂O₂復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，受熱分解生成碳酸鈉、氧氣、水，反應(yīng)為：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Na₂CO₃+3O₂↑+6H₂O，
故答案為：2（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Na₂CO₃+3O₂↑+6H₂O；
（2）①過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）是由Na₂CO₃-與H₂O₂復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，具有碳酸鈉和過氧化氫的性質(zhì)，過氧化氫易分解，MnO₂、FeCl₃為其催化劑，所以不能選，過氧化氫與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O，所以也不能選，過碳酸鈉與硅酸鈉不反應(yīng)，可能用作“穩(wěn)定劑”，故C選項(xiàng)符合，
故答案為：c；
②根據(jù)圖象分析，溫度為286.8～288.5K，產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等品且產(chǎn)率超過90%，超過288.5K后，活性氧百分含量和產(chǎn)率均降低，所以最佳反應(yīng)溫度范圍為286.8～288.5K，
故答案為：286.8～288.5K；
③結(jié)晶過程中加入氯化鈉、攪拌，增加鈉離子濃度，能降低過碳酸鈉的溶解度，有利于過碳酸鈉析出，
故答案為：提高產(chǎn)量；增加鈉離子濃度，促進(jìn)過碳酸鈉析出；
（3）結(jié)晶過程中加入氯化鈉促進(jìn)過碳酸鈉析出，“母液”中主要為氯化鈉溶液，NaCl溶液又是結(jié)晶過程中促進(jìn)過碳酸鈉析出的原料，故循環(huán)利用的物質(zhì)是NaCl，
故答案為：NaCl；
（4）①過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂ ）是由Na₂CO₃-與H₂O₂復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，過碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，為碳酸鈉、過氧化氫和硫酸反應(yīng)，所以產(chǎn)物為硫酸鈉、過氧化氫、二氧化碳、水，
故答案為：H₂O₂、CO₂；
②Fe³⁺為過氧化氫分解的催化劑，工業(yè)鹽酸常含微量Fe³⁺，溶解過程會(huì)催化H₂O₂分解，測(cè)定時(shí)，若用工業(yè)鹽酸代替硫酸，分析對(duì)測(cè)定結(jié)果偏低，
故答案為：偏低，工業(yè)鹽酸常含微量Fe³⁺，溶解過程會(huì)催化H₂O₂分解；
③稱量0.1600g樣品，在250mL錐形瓶中用100mL 0.5mol•L^-1硫酸溶解完全，立即用0.02000mol•L^-1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)中MnO₄^-是氧化劑，H₂O₂是還原劑，氧化產(chǎn)物是O₂；依據(jù)元素化合價(jià)變化，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，過氧化氫中的氧元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，根據(jù)電子守恒配平寫出離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂三次滴定平均消耗KMnO₄溶液26.56mL，依據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂；
2MnO₄^-～～～～～5H₂O₂；
2                        5
（0.2526-0.0224）L×0.02mol/L 0.01216mol
過碳酸鈉產(chǎn)品中活性氧含量（[O]%=$\frac{M（O）×n（{H}_{2}{O}_{2}）}{{m}_{樣}}$×100%=$\frac{16g/mol×0.01216mol}{0.16g}$=12.16%，13%以上為優(yōu)等品，該產(chǎn)品不是，
故答案為：12.16；不是．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了固體雙氧水過碳酸鈉（2Na₂CO₃•3H₂O₂）的制取方法及其性質(zhì)，涉及內(nèi)容較多，充分考查了學(xué)生的綜合能力，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺磻?yīng)原理為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，本題難度中等．