Question

5．双氧水在医疗、军事和工业生产等方面用途广泛，在医疗上可用于流感消毒，化学工业常用作生产过碳酸钠、过氧乙酸等大原料，工业上采用醇析法经H₂O₂转化为碳酸钠晶体（2Na₂CO₃•3H₂O₂），该晶体具有碳酸钠和过氧化物的双重性质，其工业生产工艺过程如下：

请回答下列问题；
（1）试剂厂先获得7%～8%的氧化氢溶液，再浓缩成30%的溶液，浓缩时可采用的适宜方法是减压蒸馏．
（2）对于CO中毒、冠心病等危重患者都要采用吸氧治疗．普通医务室中没有氧气瓶，但一般都有消毒用的30%的H₂O₂溶液．同时还有可选用的试剂为：KMnO₄、H₂SO₄、K₂SO₄、Mg、CuSO₄、NaCl和葡萄糖．请利用上述某些试剂写出一种使H₂O₂中的氧完全释放出来的理想反应的离子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（3）将过氧化氢转化为过碳酸钠晶体的目的是为了贮存运输和使用的方便，加入异丙醇的作用是降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体的析出．
（4）生产工艺中将反应温度控制在0～5℃的理由是低温下H₂O₂与2Na₂CO₃•3H₂O₂稳定，2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小．
（5）工艺流程中的稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠包住，该反应的化学方程式为MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．

Answer 1

分析 过氧化氢为液体，难以贮存和运输，工业常见过氧化氢转化为过碳酸钠，生成时将反应温度控制在0～5℃，目的是防止在较低温度下2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小，且过氧化氢和过碳酸钠较稳定，加入稳定剂，发生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物将过碳酸钠粒子包住，由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的双重性质；
（1）过氧化氢受热易分解，浓缩过程中要采取措施降低温度，通常可用降低溶液沸点的方法；
（2）过氧化氢中的氧完全转化为氧气，是氧化过程，需要添加氧化剂，可选择的氧化剂为酸性条件下的高锰酸钾溶液，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒来配平相应的离子方程式；
（3）过氧化氢不稳定，而过碳酸钠晶体稳定且易保存和运输；过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较小；
（4）在低温时H₂O₂与2Na₂CO₃•3H₂O₂稳定（不易分解）且2Na₂CO₃•3H₂O₂的溶解度小；
（5）根据元素守恒可书写化学方程式．

解答 解：（1）为防止过氧化氢的分解，通常采用减压蒸馏的方法来浓缩7%～8%的氧化氢溶液为30%的溶液，故答案为：减压蒸馏；
（2）利用酸性的高锰酸钾溶液氧化过氧化氢得到氧气，发生反应的离子方程式为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；故答案为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（3）过氧化氢为液体，且在在一定条件下可发生分解，难以贮存和运输，溶液加入异丙醇后可得到过碳酸钠晶体，说明过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较小，易与分离，
故答案为：为了贮存运输和使用的方便；降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体的析出；
（4）生成时将反应温度控制在0～5℃，目的是防止在较低温度下2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小，且过氧化氢和过碳酸钠较稳定，
故答案为：低温下H₂O₂与2Na₂CO₃•3H₂O₂稳定，2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更小；
（5）稳定剂发生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物将过碳酸钠粒子包住，
故答案为：MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；

点评 本题考查物质制备的实验设计，侧重于钠的化合物的性质及氧化还原反应理论的考查，注意把握制备原理，结合题给信息解答，答题时注意审题，要具备较强的审题能力和自学能力．