Question

1．过氧化氢是一种重要的化学产品，在工农业生产和日常生活中有着广泛应用，工业采用烷基蒽醌法生产．
生产过氧化氢的工艺：

根据生产过氧化氢原理和工艺，回答下列问题：
（1）该生产过氧化氢的原理中，原子利用率为100%．
（2）该工艺中有机溶剂为液态烷烃和酯类，能否用乙醇替代呢？否，因为乙醇与过氧化氢溶液及烷基蒽醌等都互溶，无法萃取，难于与工作液分离．
（3）为了提高经济效益，该工艺氢化反应中，除了加催化剂外，还可采用的措施是AB．
A．适当加热    B．加压    C．增大工作液中有机溶剂的量
（4）该工艺中“后处理”的目的是回收RAQ（及HRAQ）及有机溶剂并循环使用．
（5）该工艺中由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂可采取操作方法是减压蒸馏．
（6）硫酸酸化的过氧化氢溶液可溶解金属铜，试写出该反应的离子方程式Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 工业采用烷基蒽醌法生产过氧化氢的原理：RAQ与有机溶剂形成工作液，氢气和催化剂与工作液作用形成HRAQ，HRAQ进行氧化生成过氧化氢和RAQ，通过萃取净化得到35%的H₂O₂，通过减压蒸馏由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂．
（1）化合反应原子利用率是100%；
（2）过氧化氢溶液与工作液分离通过萃取实现，根据萃取剂必须具备下列条件：两种溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度；溶质与萃取剂不反应分析；
（3）RAQ与有机溶剂形成工作液，氢气和催化剂与工作液作用形成HRAQ，适当加热、加压能提高反应速率产率，提高经济效益；
（4）HRAQ进行氧化生成过氧化氢和RAQ，通过“后处理”，回收RAQ（及HRAQ）及有机溶剂并循环使用；
（5）过氧化氢受热易分解，由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂可采取减压蒸馏；
（6）铜和硫酸在双氧水的作用下发生反应生成硫酸铜和水．

解答 解：（1）工业采用烷基蒽醌法生产过氧化氢的原理：RAQ与有机溶剂形成工作液，氢气和催化剂与工作液作用形成HRAQ，HRAQ进行氧化生成过氧化氢和RAQ，本质为H₂+O₂=H₂O₂，为无机中的化合反应，原子利用率为100%，
故答案为：100%；
（2）液态烷烃和酯类与过氧化氢不互溶，过氧化氢溶液与工作液分离通过萃取实现，乙醇为有机物，与与过氧化氢溶液及烷基蒽醌等都互溶，无法通过萃取操作，与工作液分离，所以不可用乙醇替代液态烷烃和酯类，
故答案为：否，因为乙醇与过氧化氢溶液及烷基蒽醌等都互溶，无法萃取，难于与工作液分离；
（3）RAQ与有机溶剂形成工作液，氢气和催化剂与工作液作用形成HRAQ，适当加热，温度高反应速率加快，但过氧化氢易分解，不能温度过高，反应本质为H₂+O₂=H₂O₂，加压利于产物的生成，增大工作液中有机溶剂的量，增加成本，不能提高产率，所以不选，
故答案为：AB；
（4）采用烷基蒽醌法生产过氧化氢，RAQ与有机溶剂形成工作液，氢气和催化剂与工作液作用形成HRAQ，HRAQ进行氧化生成过氧化氢和RAQ，通过“后处理”，回收RAQ（及HRAQ）及有机溶剂并循环使用，
故答案为：回收RAQ（及HRAQ）及有机溶剂并循环使用；
（5）因为H₂O₂的沸点比水高，但受热易分解，浓缩H₂O₂溶液时，不能加热，不能加压，应进行减压蒸馏，故答案为：减压蒸馏；
（6）铜和硫酸在双氧水的作用下发生反应生成硫酸铜和水，即Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．

点评 本题考查工业采用烷基蒽醌法生产过氧化氢工艺，要求学生具有分析和解决问题的能力，注意把握实验操作原理，把握题给信息，掌握实验操作方法，题目难度中等．