Question

5．雙氧水在醫(yī)療、軍事和工業(yè)生產(chǎn)等方面用途廣泛，在醫(yī)療上可用于流感消毒，化學(xué)工業(yè)常用作生產(chǎn)過(guò)碳酸鈉、過(guò)氧乙酸等大原料，工業(yè)上采用醇析法經(jīng)H₂O₂轉(zhuǎn)化為碳酸鈉晶體（2Na₂CO₃•3H₂O₂），該晶體具有碳酸鈉和過(guò)氧化物的雙重性質(zhì)，其工業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題；
（1）試劑廠先獲得7%～8%的氧化氫溶液，再濃縮成30%的溶液，濃縮時(shí)可采用的適宜方法是減壓蒸餾．
（2）對(duì)于CO中毒、冠心病等危重患者都要采用吸氧治療．普通醫(yī)務(wù)室中沒(méi)有氧氣瓶，但一般都有消毒用的30%的H₂O₂溶液．同時(shí)還有可選用的試劑為：KMnO₄、H₂SO₄、K₂SO₄、Mg、CuSO₄、NaCl和葡萄糖．請(qǐng)利用上述某些試劑寫(xiě)出一種使H₂O₂中的氧完全釋放出來(lái)的理想反應(yīng)的離子方程式5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
（3）將過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為過(guò)碳酸鈉晶體的目的是為了貯存運(yùn)輸和使用的方便，加入異丙醇的作用是降低過(guò)碳酸鈉的溶解度，有利于晶體的析出．
（4）生產(chǎn)工藝中將反應(yīng)溫度控制在0～5℃的理由是低溫下H₂O₂與2Na₂CO₃•3H₂O₂穩(wěn)定，2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更�。�
（5）工藝流程中的穩(wěn)定劑能相互反應(yīng)，生成一種不溶物將過(guò)碳酸鈉包住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．

Answer 1

分析 過(guò)氧化氫為液體，難以貯存和運(yùn)輸，工業(yè)常見(jiàn)過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為過(guò)碳酸鈉，生成時(shí)將反應(yīng)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(guò)氧化氫和過(guò)碳酸鈉較穩(wěn)定，加入穩(wěn)定劑，發(fā)生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過(guò)碳酸鈉粒子包住，由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的雙重性質(zhì)；
（1）過(guò)氧化氫受熱易分解，濃縮過(guò)程中要采取措施降低溫度，通常可用降低溶液沸點(diǎn)的方法；
（2）過(guò)氧化氫中的氧完全轉(zhuǎn)化為氧氣，是氧化過(guò)程，需要添加氧化劑，可選擇的氧化劑為酸性條件下的高錳酸鉀溶液，結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒來(lái)配平相應(yīng)的離子方程式；
（3）過(guò)氧化氫不穩(wěn)定，而過(guò)碳酸鈉晶體穩(wěn)定且易保存和運(yùn)輸；過(guò)碳酸鈉在異丙醇中的溶解度較��；
（4）在低溫時(shí)H₂O₂與2Na₂CO₃•3H₂O₂穩(wěn)定（不易分解）且2Na₂CO₃•3H₂O₂的溶解度��；
（5）根據(jù)元素守恒可書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式．

解答 解：（1）為防止過(guò)氧化氫的分解，通常采用減壓蒸餾的方法來(lái)濃縮7%～8%的氧化氫溶液為30%的溶液，故答案為：減壓蒸餾；
（2）利用酸性的高錳酸鉀溶液氧化過(guò)氧化氫得到氧氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；故答案為：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（3）過(guò)氧化氫為液體，且在在一定條件下可發(fā)生分解，難以貯存和運(yùn)輸，溶液加入異丙醇后可得到過(guò)碳酸鈉晶體，說(shuō)明過(guò)碳酸鈉在異丙醇中的溶解度較小，易與分離，
故答案為：為了貯存運(yùn)輸和使用的方便；降低過(guò)碳酸鈉的溶解度，有利于晶體的析出；
（4）生成時(shí)將反應(yīng)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(guò)氧化氫和過(guò)碳酸鈉較穩(wěn)定，
故答案為：低溫下H₂O₂與2Na₂CO₃•3H₂O₂穩(wěn)定，2Na₂CO₃•3H₂O₂溶解度更��；
（5）穩(wěn)定劑發(fā)生MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，不溶物將過(guò)碳酸鈉粒子包住，
故答案為：MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，側(cè)重于鈉的化合物的性質(zhì)及氧化還原反應(yīng)理論的考查，注意把握制備原理，結(jié)合題給信息解答，答題時(shí)注意審題，要具備較強(qiáng)的審題能力和自學(xué)能力．