Question

15．过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体（2Na₂CO₃•3H₂O₂），该晶体具有Na₂CO₃和Na₂O₂的双重性质，工业“醇析法”的工艺如图：

注：反应温度控制在0～5℃时进行在低温下H₂O₂与2Na₂CO₃•3H₂O₂稳定（不易分解）且2Na₂CO₃•3H₂O₂的溶解度小
回答下列问题：
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl．
（3）加入异丙醇的作用是降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出．
（4）下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是d．
a．FeCl₂  b．Na₂Sc．CH₃COOH  d．NaHCO₃
（5）根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意（至少两项）：密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质（写出其中两项即可）．
（6）某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．

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，得到稳定的溶液，在溶液中加入异丙醇可以减小过碳酸钠在水的溶解度，使过碳酸钠晶体析出而得到过碳酸钠晶体，
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的发生分解反应生成水和氧气；
（2）根据元素守恒可书写化学方程式；
（3）过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较小；
（4）过碳酸钠在铁离子作催化剂、酸性条件及还原剂的条件下都容易失效；
（5）由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的双重性质，可从过氧化氢和碳酸钠的性质的角度选择贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意的事项；
（6）酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成锰离子和氧气，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式．

解答 解：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，得到稳定的溶液，在溶液中加入异丙醇可以减小过碳酸钠在水的溶解度，使过碳酸钠晶体析出而得到过碳酸钠晶体，
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的发生分解反应生成水和氧气，反应的方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）根据上面的分析可知，反应的化学方程式为MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl，
故答案为：MgCl₂+Na₂SiO₃=MgSiO₃↓+2NaCl；
（3）过碳酸钠在异丙醇中的溶解度较小，所以加入异丙醇的作用为降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出，
故答案为：降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出；
（4）过碳酸钠在铁离子作催化剂、酸性条件及还原剂的条件下都容易失效，a．FeCl₃ 对过碳酸钠的分解起催化作用； b．Na₂S具有还原性，能还原过碳酸钠；c．CH₃COOH 具有酸性，过碳酸钠能与酸反应，过碳酸钠较在碳酸氢钠中较稳定，故选 d；
（5）由于2Na₂CO₃•3H₂O₂具有Na₂CO₃和Na₂O₂的双重性质，所以贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质，
故答案为：密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质（写出其中两项即可）；
（6）酸性高锰酸钾溶液与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成锰离子和氧气，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．

点评 本题考查物质制备的实验设计，侧重于钠的化合物的考查，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．