题目内容

【题目】[化学-选修2：化学与技术]双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：

A．氢化釜

B．过滤器

C．氧化塔

D．萃取塔

E.净化塔

F.工作液再生装置

G.工作液配制装置

生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。回答下列问题：

（1）蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是_______，循环使用的|原料是______，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是______。

（2）氢化釜A中反应的化学方程式为_______，进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为_______。

（3）萃取塔D中的萃取剂是____，选择其作萃取剂的原因是______。

（4）工作液再生装置F中要除净残留的H2O2，原因是______。

（5）双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定，该反应的离子方程式为_______。一种双氧水的质量分数为27.5%，（密度为1.10g·cm3），其浓度为______mol/L。

【答案】（1）氢气和氧气 乙基蒽醌 乙基蒽醌（乙基氢蒽醌）不溶于水，易溶于有机溶剂

（2） 乙基氢蒽醌

（3）水 H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水

（4）H2O2分解放出氧气，与氢气混合，易发生爆炸

（5）6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O ；8.9

【解析】

试题分析：（1）根据反应原理可知，蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是氧气和氢气，由工艺流程图可知，循环使用的原料是乙基蒽醌，乙基蒽醌属于有机物，根据相似相溶原理，乙基蒽醌（乙基氢蒽醌）不溶于水，易溶于有机溶剂，所以配制工作液时采用有机溶剂而不采用水。

（2）根据反应原理，氢化釜A中反应的化学方程式为；

进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为乙基氢蒽醌。

（3）萃取塔D中需要分离双氧水和乙基蒽醌，H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水，所以选取的萃取剂是水。

（4）H2O2分解放出氧气，与氢气混合，易发生爆炸，工作液再生装置F中要除净残留的H2O2。

（5）双氧水在酸性条件下与KMnO4发生氧化还原反应，Mn元素的化合价由+7价降低到+2价，O元素的化合价由-价升高到0价，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，该反应的离子方程式为6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O；根据公式c=1000p×a÷M=1000×1.10×27.5%÷34=8.9mol/L。

练习册系列答案
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①该过程中两个主要反应的化学方程式分别是__________、__________；

②反射炉内生成炉渣的主要成分是__________。

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（3）粗铜的电解精炼如图所示。

①在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_____（填图中的字母）；

②在电极d上发生的电极反应式为____________；

③若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为______。

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①研磨 ②多次浸取 ③升高温度 ④加压 ⑤搅拌

（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是 （写化学式）。

（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂b应为____________。

（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

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②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取。化学反应方程式为__________；

③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图。从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是 。

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