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，為了貯存運輸和使用的方便，工業上采用“醇析法”，將它轉化為固態的過碳酸鈉晶體（2Na₂CO₃•3H₂O₂），該晶體具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質，工業“醇析法”的工藝如圖：

注：反應溫度控制在0～5℃時進行在低溫下H₂O₂與2Na₂CO₃•3H₂O₂穩定（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化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）穩定劑能相互反應，生成一種不溶物將過碳酸鈉粒子包住，該反應的化學方程式為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）下列物質不能使過碳酸鈉較快失效的是d．
a．FeCl₂  b．Na₂Sc．CH₃COOH  d．NaHCO₃
（5）根據題中有關信息，請你提出貯存、運輸過碳酸鈉晶體中應注意（至少兩項）：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（寫出其中兩項即可）．
（6）某同學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，則發生反應的離子方程式為5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

Answer 1

分析 過氧化氫為液體，難以貯存和運輸，工業常見過氧化氫轉化為過碳酸鈉，生成時將反應溫度控制在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定，加入穩定劑，發生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過碳酸鈉粒子包住，得到穩定的溶液，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生分解反應生成水和氧氣；
（2）根據元素守恒可書寫化學方程式；
（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，可從過氧化氫和碳酸鈉的性質的角度選擇貯存、運輸過碳酸鈉晶體中應注意的事項；
（6）酸性高錳酸鉀溶液與過氧化氫溶液發生氧化還原反應生成錳離子和氧氣，根據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，難以貯存和運輸，工業常見過氧化氫轉化為過碳酸鈉，生成時將反應溫度控制在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定，加入穩定劑，發生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過碳酸鈉粒子包住，得到穩定的溶液，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生分解反應生成水和氧氣，反應的方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根據上面的分析可知，反應的化學方程式為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，過碳酸鈉較在碳酸氫鈉中較穩定，故選 d；
（5）由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質，所以貯存、運輸過碳酸鈉晶體中應注意密封防潮、避免高溫、避免接觸還原性、酸性或二氧化錳、鐵鹽等物質，
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（寫出其中兩項即可）；
（6）酸性高錳酸鉀溶液與過氧化氫溶液發生氧化還原反應生成錳離子和氧氣，反應的離子方程式為5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

點評 本題考查物質制備的實驗設計，側重于鈉的化合物的考查，注意把握制備原理，結合題給信息解答，答題時注意審題，要具備較強的審題能力和自學能力．