Question

9．雙氧水是一種重要的氧化劑、漂白劑和消毒劑．生產(chǎn)雙氧水常采用蒽醌法，其反應原理和生產(chǎn)流程如圖所示：

生產(chǎn)過程中，把乙基蒽醌溶于有機溶劑配制成工作液，在一定溫度、壓力和催化劑作用下進行氫化，再經(jīng)氧化、萃取、凈化等工藝得到雙氧水．回答下列問題：
（1）蒽醌法制備H₂O₂理論上消耗的原料是氫氣和氧氣，循環(huán)使用的原料是乙基蒽醌，配制工作液時采用有機溶劑而不采用水的原因是乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑．
（2）氫化釜A中反應的化學方程式為．進入氧化塔C的反應混合液中的主要溶質為乙基氫蒽醌．
（3）萃取塔D中的萃取劑是水，選擇其作萃取劑的原因是過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水．
（4）工作液再生裝置F中要除凈殘留的H₂O₂，原因是過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸．
（5）雙氧水濃度可在酸性條件下用KMnO₄溶液測定，該反應的離子方程式為5H₂O₂+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，一種雙氧水的質量分數(shù)為27.5%（密度為1.10g•cm^-3），其濃度為8.90mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）由轉化反應可知，先與氫氣發(fā)生加成反應，再與氧氣發(fā)生氧化反應；乙基蒽醌開始被消耗，后來又生成；乙基蒽醌不易溶于水，易溶于有機溶劑；
（2）由原理和流程可知，A中乙基蒽醌與氫氣反應；進入氧化塔C的反應混合液中的主要溶質為乙基氫蒽醌；
（3）D中萃取分離出過氧化氫溶液，則選擇萃取劑為水；
（4）除凈殘留的H₂O₂，因過氧化氫過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸；
（5）雙氧水在酸性條件下與KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應生成氧氣，結合c=$\frac{1000ρw}{M}$計算濃度．

解答 解：（1）由轉化反應可知，乙基蒽醌先與氫氣發(fā)生加成反應，再與氧氣發(fā)生氧化反應，則蒽醌法制備H₂O₂理論上消耗的原料是氫氣和氧氣；乙基蒽醌開始被消耗，后來又生成，則循環(huán)使用的原料是乙基蒽醌，且結合流程圖種再生工作液環(huán)節(jié)可知乙基蒽醌循環(huán)使用；配制工作液時采用有機溶劑而不采用水的原因是乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑，
故答案為：氫氣和氧氣；乙基蒽醌；乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑；
（2）由原理和流程可知，A中乙基蒽醌與氫氣反應，反應為；進入氧化塔C的反應混合液中的主要溶質為乙基氫蒽醌，
故答案為：；乙基氫蒽醌；
（3）D中萃取分離出過氧化氫溶液，則選擇萃取劑為水，選擇其作萃取劑的原因是過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水，
故答案為：水；過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水；
（4）工作液再生裝置F中要除凈殘留的H₂O₂，原因是過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸，
故答案為：過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸；
（5）雙氧水在酸性條件下與KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應生成氧氣，離子反應為5H₂O₂+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，由c=$\frac{1000ρw}{M}$可知一種雙氧水的質量分數(shù)為27.5%（密度為1.10g•cm^-3），其濃度為$\frac{1000×1.10×27.5%}{34}$=8.90mol/L，
故答案為：5H₂O₂+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；8.90．

點評 本題考查物質的制備實驗，為高頻考點，把握制備實驗原理、實驗技能、物質的性質為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意有機物的性質及應用，題目難度中等．