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[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...

[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

 

(1)氢气和氧气乙基蒽醌乙基蒽醌(乙基氢蒽醌)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)6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O ;8.9 【解析】 试题分析:(1)根据反应原理可知,蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是氧气和氢气,由工艺流程图可知,循环使用的原料是乙基蒽醌,乙基蒽醌属于有机物,根据相似相溶原理,乙基蒽醌(乙基氢蒽醌)不溶于水,易溶于有机溶剂,所以配制工作液时采用有机溶剂而不采用水。 (2)根据反应原理,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乙基氢蒽醌。 (3)萃取塔D中需要分离双氧水和乙基蒽醌,H2O2溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水,所以选取的萃取剂是水。 (4)H2O2分解放出氧气,与氢气混合,易发生爆炸,工因此作液再生装置F中要除净残留的H2O2。 (5)双氧水在酸性条件下与KMnO4发生氧化还原反应,Mn元素的化合价由+7价降低到+2价,O元素的化合价由-1价升高到0价,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平,该反应的离子方程式为6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O;c=1000×1.10×27.5%÷34=8.9mol/L。 【考点定位】考查工业制双氧水的工艺流程分析等知识。 【名师点睛】本题以蒽醌法生产双氧水的工业制备作为背景,考查了化工中的基本操作和常见工艺流程分析,虽然背景陌生,但考点并不突兀,根据反应原理和生产流程分析可知,氢气与乙基蒽醌在氢化釜中反应生成乙基氢蒽醌,乙基氢蒽醌再与氧气反应乙基蒽醌与H2O2,利用乙基蒽醌与H2O2的物理性质将其分离,知识来源于课本,高于课本,学生读题不会感到陌生,有利于考查学生的基础知识。  
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考点分析:
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某班同学用如下实验探究Fe2+Fe3+的性质。回答下列问题:

1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液.在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是________

2)甲组同学取2mL  FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______

3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和lKSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______

4)丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验:

第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;

第二只试管中加入1K3[Fe(CN)6] 溶液,生成蓝色沉淀:

第三支试管中加入1KSCN溶液,溶液变红。

实验检验的离子是_____(填离子符号);实验说明:在I- 过量的情况下,溶液中仍含有______(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为______

5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl3溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为________;一段时间后.溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______;生成沉淀的原因是______(用平衡移动原理解释)。

 

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丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN等,回答下列问题:

(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:

①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)  ΔH=-515kJ/mol

①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)  ΔH=-353kJ/mol

两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460低于460时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)

A.催化剂活性降低     B.平衡常数变大C.副反应增多     D.反应活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

 

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联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:

(1)联氨分子的电子式为_____________,其中氮的化合价为____________。

(2)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为___________。

(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)   ΔH1

N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)   ΔH2

O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)   ΔH3

2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g)    ΔH 4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。

(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________________(已知:N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为。

(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是___________。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2___________kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是___________。

 

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下列实验操作能达到实验目的的是


 

实验目的
 

实验操作
 

A
 

制备Fe(OH)3胶体
 

NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中
 

B
 

MgCl2溶液制备无水MgCl2
 

MgCl2溶液加热蒸干
 

C
 

除去Cu粉中混有的CuO
 

加入稀硝酸溶液,过滤、洗涤、干燥
 

D
 

比较水和乙醇中氢的活泼性
 

分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
 

 

 

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某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:

取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;

取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。

该白色粉末可能为

ANaHCO3Al(OH)3    

BAgClNaHCO3  

CNa2SO3BaCO3  

DNa2CO3CuSO4

 

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