Question

【題目】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溶劑配制成工作液，在一定的溫度、壓力和催化劑作用下進行氫化，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】氫氣和氧氣 乙基蒽醌 乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑 乙基氫蒽醌 水 過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水 過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸 6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O 8.9

【解析】

乙基蒽醌溶于有機溶劑配制成工作液，工作液在A中催化加氫生成乙基氫蒽醌，乙基氫蒽醌在B中被氧氣氧化成乙基蒽醌，同時生成過氧化氫，將生成過氧化氫后的混合液用水萃取，可得過氧化氫溶液，有機層主要含乙基蒽醌，通過再生裝置處理可重新配制成工作液進行循環(huán)，整個過程中實際參加反應(yīng)的只有氫氣和氧氣，據(jù)此解答。

(1)由轉(zhuǎn)化反應(yīng)可知，乙基蒽醌先與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成乙基氫蒽醌，乙基氫蒽醌再與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙基蒽醌和過氧化氫，則蒽醌法制備雙氧水理論上消耗的原料是氫氣和氧氣。乙基蒽醌開始被消耗，后來又生成，則循環(huán)使用的原料是乙基蒽醌，且結(jié)合流程圖中再生工作液環(huán)節(jié)可知乙基蒽醌可循環(huán)使用，配制工作液時采用有機溶劑而不采用水的原因是乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑，故答案為：氫氣和氧氣；乙基蒽醌；乙基蒽醌不溶于水，易溶于有機溶劑；

(2)由原理和流程可知，A中乙基蒽醌與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，反應(yīng)為，進入氧化塔C的反應(yīng)混合液中的主要溶質(zhì)為產(chǎn)物乙基氫蒽醌，故答案為：；乙基氫蒽醌；
中萃取分離出過氧化氫溶液，則選擇萃取劑為水，選擇其作萃取劑的原因是過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水，故答案為：水；過氧化氫易溶于水被水萃取，乙基蒽醌不溶于水；
工作液再生裝置F中要除凈殘留的，原因是過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸，故答案為：過氧化氫分解放出氧氣，與氫氣混合，易發(fā)生爆炸；
雙氧水在酸性條件下與溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧氣，離子反應(yīng)為6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O，由可知一種雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為密度為，其濃度=，故答案為：6H++5H2O2+2MnO4-=2Mn2++5O2↑+8H2O；8.9。