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（1）根據(jù)反應(yīng)原理，兩式相加，乙基蒽醌作催化劑，使H2＋O2=H2O2，因此理論上消耗的原料是氫氣和氧氣，循環(huán)使用原料是乙基蒽醌，根據(jù)題意，乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；（2）氫化釜A，發(fā)生的反應(yīng)是乙基蒽醌和氫氣的反應(yīng)，因此反應(yīng)方程式為：，氧化塔C中發(fā)生反應(yīng)是乙基氫蒽醌和氧氣的反應(yīng)，因此混合液中的主要溶質(zhì)為乙基氫蒽醌；（3）過氧化氫易溶于水，乙基蒽醌不溶于水，因此用水進(jìn)行萃取；（4）過氧化氫不穩(wěn)定，易分解成氧氣，氫氣與氧氣混合易發(fā)生爆炸；（5）H2O2既有氧化性又有還原性，高錳酸鉀溶液的氧化性把H2O2氧化成氧氣，根據(jù)化合價配平法進(jìn)行配平，因此反應(yīng)方程式為：H2O2＋6H＋＋2MnO4－=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，根據(jù)c=1000ρw%/M，代入數(shù)值，得出c=8.9mol·L－1。