(2019·無錫)水產養殖的速效增氧劑“魚浮靈”的主要成分是過氧碳**(aNa2CO3·bH2O2)。某化學研...
問題詳情:
(2019·無錫)水產養殖的速效增氧劑“魚浮靈”的主要成分是過氧碳**(aNa2CO3·bH2O2)。某化學研究小組對“魚浮靈”的製備、成分測定及增氧原理進行了如下探究。
(查閱資料)①過氧碳**有Na2CO3和H2O2的雙重*質,50 ℃開始分解;②過氧碳**在異*醇(有機溶劑)中的溶解度較低。
Ⅰ.“魚浮靈”的製備。
實驗室用Na2CO3與穩定劑的混合溶液和30%的H2O2溶液反應制備過氧碳**,實驗裝置如圖所示。
(1)反應溫度不能超過20 ℃的原因是 。
(2)反應結束後,停止攪拌,向反應液中加入異*醇,靜置過濾、洗滌、乾燥,獲得過氧碳**固體。加入異*醇的目的 。
Ⅱ.“魚浮靈”的成分測定。
(定*檢測)檢測過氧碳**溶液中的成分。
(3)請補充完成下列實驗報告中的相關內容。
實驗序號 | 實驗步驟 | 實驗現象 | 解釋或結論 |
① | 取樣,加入MnO2粉末,用帶火星的木條伸入試管內 | 木條復燃 | 反應的化學方程式 |
② |
|
| 溶液中含有Na2CO3 |
(定量研究)測定“魚浮靈”中過氧碳**的組成。
實驗③:稱取一定質量的“魚浮靈”樣品於小燒杯中,加適量水溶解,向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液,過濾、洗滌、乾燥,得到碳*鋇(BaCO3)固體3.94 g。
實驗④:另稱取相同質量的“魚浮靈”樣品於錐形瓶中,加入足量稀硫*,再逐滴加入高錳*鉀溶液,充分反應,消耗KMnO4的質量為1.896 g,該反應的原理是2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)計算確定過氧碳**(aNa2CO3·bH2O2)的化學式。(寫出計算過程)
Ⅲ.“魚浮靈”的增氧原理。
研究小組通過測定常溫下相同時間內水溶液中溶解氧的變化,探究CO32-、OH-對H2O2分解速率的影響,設計了對比實驗,實驗資料記錄如下表。
編號 | 試劑 | pH | 溶解氧 /(mg·L-1) |
① | H2O | 6.96 | 5.68 |
② | 4%H2O2溶液 | 6.01 | 6.44 |
③ | Na2CO3溶液+4%H2O2溶液 | 8.14 | 9.11 |
④ | NaOH溶液+4%H2O2溶液 | 8.15 | 9.12 |
⑤ | NaOH溶液+4%H2O2溶液 | 9.26 | 10.97 |
(5)由實驗②可知,常溫下,過氧化*水溶液呈 (填“**”“中*”或“鹼*”)。
(6)過氧碳**可以速效增氧的原理是 。
【回答】
(1)常溫下魚浮靈在水中能很快分解產生氧氣
(2)使過氧碳**固體儘可能多地析出
(3)2H2O22H2O+O2↑ 取樣,加入適量的CaCl2溶液 產生白*沉澱
(4)解:設樣品中碳**的質量為x,過氧化*的質量為y。
Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH
106 197
x 3.94 g
x=2.12 g
由化學方程式2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O得關係式:
2KMnO4~5H2O2
316 170
1.896 g y
y=1.02 g
據題意:
解得
答:過氧碳**的化學式是2Na2CO3·3H2O2。
(5)**
(6)過氧碳**中含有碳**,碳**易溶於水,溶液呈鹼*,加快了H2O2分解,使水中溶解氧迅速增加
解析:(1)常溫下魚浮靈在水中會很快分解,而且溫度越高,分解速率越快。因此生產過程中反應溫度不能超過20 ℃的原因是:常溫下魚浮靈在水中能很快分解產生氧氣。
(2)因為過氧碳**在異*醇(有機溶劑)中的溶解度較低,所以反應結束後,向反應液中加入異*醇的目的是使過氧碳**固體儘可能多地析出。
(3)實驗①中根據木條復燃,說明有氧氣生成,可以判斷出溶液中含有過氧化*,化學方程式是2H2O22H2O+O2↑;實驗②結論是溶液中含有碳**,根據碳*根離子的鑑定方法,設計的實驗步驟是取樣,加入適量的CaCl2溶液,實驗現象是產生白*沉澱。
(5)由“魚浮靈”的增氧原理中的實驗②可知,常溫下,過氧化*水溶液pH=6.01<7,呈**。
(6)由“魚浮靈”的增氧原理中的實驗可知,溶液的鹼*越強,過氧化*的分解速率越大,溶液中的溶解氧就越多,可見過氧碳**可以速效增氧的原理是:過氧碳**中含有碳**,碳**易溶於水,溶液呈鹼*,加快了H2O2分解,使水中溶解氧迅速增加。
知識點:未分類
題型:綜合題
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