Question

化学——选修 2：化学与技术]双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：

A．氢化釜

B．过滤器

C．氧化塔

D．萃取塔

E．净化塔

F．工作液再生装置

G．工作液配制装置 生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。回答下列问题：

（1）蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是           ，循环使用的原料是            ，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是           。

（2）氢化釜 A中反应的化学方程式为           ，进入氧化塔 C 的反应混合液中的主要溶质为           。

（3）萃取塔 D中的萃取剂是 ，选择其作萃取剂的原因是           。

（4）工作液再生装置 F中要除净残留的 H₂O₂，原因是           。

（5）双氧水浓度可在酸性条件下用 KMnO₄ 溶液测定，该反应的离子方程式为___________一 种 双 氧 水 的 质 量 分 数 为 27.5% ， （ 密 度 为 1.10g·cm3 ） ， 其 浓 度 为              mol/L。

Answer

（1）氢气和氧气，乙基蒽醌，乙基蒽醌不溶于水，易溶于有机溶剂；

（2），乙基氢蒽醌；

（3）水，H2O2溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水；

（4）H2O2分解放出氧气，与氢气混合，易发生爆炸；

（5）5H2O2＋6H＋＋2MnO4－=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，8.9mol·L－1。

【解析】

试题分析：（1）根据反应原理，两式相加，乙基蒽醌作催化剂，使H2＋O2=H2O2，因此理论上消耗的原料是氢气和氧气，循环使用原料是乙基蒽醌，根据题意，乙基蒽醌不溶于水，易溶于有机溶剂；（2）氢化釜A，发生的反应是乙基蒽醌和氢气的反应，因此反应方程式为：，氧化塔C中发生反应是乙基氢蒽醌和氧气的反应，因此混合液中的主要溶质为乙基氢蒽醌；（3）过氧化氢易溶于水，乙基蒽醌不溶于水，因此用水进行萃取；（4）过氧化氢不稳定，易分解成氧气，氢气与氧气混合易发生爆炸；（5）H2O2既有氧化性又有还原性，高锰酸钾溶液的氧化性把H2O2氧化成氧气，根据化合价配平法进行配平，因此反应方程式为：H2O2＋6H＋＋2MnO4－=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，根据c=1000ρw%/M，代入数值，得出c=8.9mol·L－1。

考点：考查化学工艺流程、催化剂、元素及其化合物的性质、氧化还原反应配平、物质的量浓度计算等知识。