Question

【題目】過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)是由Na2CO3與H2O2復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，同時(shí)具有Na2CO3和H2O2雙重性質(zhì)。可用于洗滌、紡織、醫(yī)藥、衛(wèi)生等領(lǐng)域。工業(yè)上常以過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品中活性氧含量([O]%＝×100%)來(lái)衡量其優(yōu)劣，13%以上為優(yōu)等品。一種制備過(guò)碳酸鈉的工藝流程如圖：

回答下列問(wèn)題：

(1)過(guò)碳酸鈉受熱易分解，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________。

(2)穩(wěn)定劑及反應(yīng)溫度等因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。

①下列試劑中，可能用作“穩(wěn)定劑”的是________(填字母)。

a．MnO2 b．KI

c．Na2SiO3 d．FeCl3

②反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)率(y%)及活性氧含量的影響如下圖所示。要使產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等品且產(chǎn)率超過(guò)90%，合適的反應(yīng)溫度范圍是______________。

③“結(jié)晶”時(shí)加入NaCl的目的是______________。

(3)“母液”中可循環(huán)利用的主要物質(zhì)是______________。

(4)產(chǎn)品中活性氧含量的測(cè)定方法：稱量0.160 0 g樣品，在250 mL錐形瓶中用100 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶解完全，立即用0.020 00 mol·L－1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液呈淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)，平行三次，消耗KMnO4溶液的平均體積為26.56 mL。另外，在不加樣品的情況下按照上述過(guò)程進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)，消耗KMnO4溶液的平均體積為2.24 mL。

①過(guò)碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，產(chǎn)物除硫酸鈉和水外，還有_____________。

②該樣品的活性氧含量為________% 。

Answer 1

【答案】 2(2Na2CO3·3H2O2 ) 4Na2CO3＋3O2↑＋6H2O c 286.8～288.5 K 提高產(chǎn)量；增加鈉離子濃度，促進(jìn)過(guò)碳酸鈉析出 NaCl CO2 12.16%

【解析】(1)過(guò)碳酸鈉(2Na2CO33H2O2 )是由Na2CO3-與H2O2復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，受熱分解生成碳酸鈉、氧氣、水，反應(yīng)為：2(2Na2CO33H2O2 )4Na2CO3+3O2↑+6H2O；
(2)①過(guò)碳酸鈉(2Na2CO33H2O2 )是由Na2CO3-與H2O2復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，具有碳酸鈉和過(guò)氧化氫的性質(zhì)，過(guò)氧化氫易分解，MnO2、FeCl3為其催化劑，所以不能選，過(guò)氧化氫與碘離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O，所以也不能選，過(guò)碳酸鈉與硅酸鈉不反應(yīng)，可能用作“穩(wěn)定劑”，故C選項(xiàng)符合，故答案為c；
②根據(jù)圖象分析，溫度為286.8～288.5K，產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)等品且產(chǎn)率超過(guò)90%，超過(guò)288.5K后，活性氧百分含量和產(chǎn)率均降低，所以最佳反應(yīng)溫度范圍為286.8～288.5K；
③結(jié)晶過(guò)程中加入氯化鈉、攪拌，增加鈉離子濃度，能降低過(guò)碳酸鈉的溶解度，有利于過(guò)碳酸鈉析出；
(3)結(jié)晶過(guò)程中加入氯化鈉促進(jìn)過(guò)碳酸鈉析出，“母液”中主要為氯化鈉溶液，NaCl溶液又是結(jié)晶過(guò)程中促進(jìn)過(guò)碳酸鈉析出的原料，故循環(huán)利用的物質(zhì)是NaCl；
(4)①過(guò)碳酸鈉(2Na2CO33H2O2 )是由Na2CO3-與H2O2復(fù)合而形成的一種固體放氧劑，過(guò)碳酸鈉與硫酸反應(yīng)，為碳酸鈉、過(guò)氧化氫和硫酸反應(yīng)，所以產(chǎn)物為硫酸鈉、過(guò)氧化氫、二氧化碳、水；
②稱量0.1600g樣品，在250mL錐形瓶中用100mL 0.5molL-1硫酸溶解完全，立即用0.02000molL-1高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)中MnO4-是氧化劑，H2O2是還原劑，氧化產(chǎn)物是O2；依據(jù)元素化合價(jià)變化，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)變化為+2價(jià)，過(guò)氧化氫中的氧元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，根據(jù)電子守恒配平寫(xiě)出離子方程式為：2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2三次滴定平均消耗KMnO4溶液26.56mL，依據(jù)反應(yīng)2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2；
2MnO4-～～～～～5H2O2；
25
(0.2526-0.0224)L×0.02mol/L 0.01216mol
過(guò)碳酸鈉產(chǎn)品中活性氧含量([O]%= ×100%==12.16%。