Question

【題目】[化學(xué)-選修2：化學(xué)與技術(shù)]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(yīng)原理和生產(chǎn)流程如圖所示：

A．氫化釜

B．過濾器

C．氧化塔

D．萃取塔

E.凈化塔

F.工作液再生裝置

G.工作液配制裝置

生產(chǎn)過程中，把乙基蒽醌溶于有機(jī)溶劑配制成工作液，在一定的溫度、壓力和催化劑作用下進(jìn)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）蒽醌法制備雙氧水理論上消耗的原料是_______，循環(huán)使用的|原料是______，配制工作液時(shí)采用有機(jī)溶劑而不采用水的原因是______。

（2）氫化釜A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______，進(jìn)入氧化塔C的反應(yīng)混合液中的主要溶質(zhì)為_______。

（3）萃取塔D中的萃取劑是____，選擇其作萃取劑的原因是______。

（4）工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2，原因是______。

（5）雙氧水濃度可在酸性條件下用KMnO4溶液測(cè)定，該反應(yīng)的離子方程式為_______。一種雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%，（密度為1.10g·cm3），其濃度為______mol/L。

Answer 1

【答案】（1）氫氣和氧氣 乙基蒽醌 乙基蒽醌（乙基氫蒽醌）不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑

（2） 乙基氫蒽醌

（3）水 H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水

（4）H2O2分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸

（5）6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O ；8.9

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)反應(yīng)原理可知，蒽醌法制備雙氧水理論上消耗的原料是氧氣和氫氣，由工藝流程圖可知，循環(huán)使用的原料是乙基蒽醌，乙基蒽醌屬于有機(jī)物，根據(jù)相似相溶原理，乙基蒽醌（乙基氫蒽醌）不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，所以配制工作液時(shí)采用有機(jī)溶劑而不采用水。

（2）根據(jù)反應(yīng)原理，氫化釜A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為；

進(jìn)入氧化塔C的反應(yīng)混合液中的主要溶質(zhì)為乙基氫蒽醌。

（3）萃取塔D中需要分離雙氧水和乙基蒽醌，H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水，所以選取的萃取劑是水。

（4）H2O2分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸，工作液再生裝置F中要除凈殘留的H2O2。

（5）雙氧水在酸性條件下與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Mn元素的化合價(jià)由+7價(jià)降低到+2價(jià)，O元素的化合價(jià)由-價(jià)升高到0價(jià)，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O；根據(jù)公式c=1000p×a÷M=1000×1.10×27.5%÷34=8.9mol/L。