Question

【題目】過(guò)碳酸鈉(2 Na2CO3·3 H2O2)廣泛用于化工、造紙、紡織、食品等行業(yè)，一種以芒硝(Na2SO4·10 H2 O)、H2O2等為原料制備過(guò)碳酸鈉的工藝流程如下：

已知2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O ， pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在，pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在。

回答下列問(wèn)題：

(1)Na2CrO4中Cr元素的化合價(jià)為___

(2)Ksp(CaCrO4)___(填“＞”或“＜”)Ksp(CaSO4)。

(3)流程中循環(huán)物質(zhì)X為___(填化學(xué)式)。

(4)步驟II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________

(5)步驟I一III是為了制得純堿，從環(huán)境保護(hù)的角度看，可能的不足之處是___

(6)步驟V合成時(shí)，加入95%的乙醇的目的是___

(7)測(cè)定產(chǎn)品活性氧的實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品，用硫酸溶解后，用c mol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL。

①滴定到終點(diǎn)時(shí)，溶液呈___(填“無(wú)色”或“淺紅色”)。

②過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比。該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的產(chǎn)品中活性氧為___(列出計(jì)算表達(dá)式)。

Answer 1

【答案】+6 > Na2Cr2O7 六價(jià)鉻有毒，易造成壞境污染 減小過(guò)碳酸納的溶解度，提高產(chǎn)率 淺紅色

【解析】

以芒硝（Na2SO410H2O）、H2O2等為原料制備過(guò)碳酸鈉，芒硝加入水、氧化鈣反應(yīng)得到鉻酸鈣，和硫酸鈉反應(yīng)得到硫酸鈣和鉻酸鈉，溶液中通入二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉晶體和重鉻酸鈉，過(guò)濾得到碳酸氫鈉煅燒分解生成碳酸鈉，加入水精制得到碳酸鈉溶液，加入硅酸鈉穩(wěn)定劑、30%的過(guò)氧化氫、加入95%的乙醇和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)得到過(guò)碳酸鈉晶體，抽濾乙醇洗滌干燥得到過(guò)碳酸鈉，
（1）Na2CrO4中鈉元素化合價(jià)+1價(jià)，氧元素-2價(jià)，化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Cr元素的化合價(jià)；
（2）分析過(guò)程可知Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，說(shuō)明反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行；
（3）已知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在，pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在，酸溶液中平衡正向進(jìn)行；
（4）步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳通入鉻酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉晶體；
（5）六價(jià)鉻有毒，易造成環(huán)境污染；
（6）步驟V合成時(shí)，飽和碳酸鈉溶液中，加入硅酸鈉、30%的過(guò)氧化氫、95%的乙醇得到過(guò)碳酸鈉晶體；
（7）①滴定終點(diǎn)是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；
②過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比，據(jù)此寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)測(cè)得的產(chǎn)品中活性氧。

（1）Na2CrO4中鈉元素化合價(jià)+1價(jià)，氧元素-2價(jià)，化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到Cr元素的化合價(jià)為+6價(jià)，
故答案為：+6；
（2）分析過(guò)程可知Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，說(shuō)明反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行，證明Ksp（CaCrO4）＞Ksp（CaSO4），
故答案為：＞；
（3）已知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，pH小于5時(shí)幾乎均以Cr2O72-形式存在，pH大于8.5時(shí)幾乎均以CrO42-形式存在，酸溶液中平衡正向進(jìn)行，流程中循環(huán)物質(zhì)X為：Na2Cr2O4，
故答案為：Na2Cr2O4；
（4）步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳通入鉻酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2CrO4+2CO2+H2ONa2Cr2O7+2NaHCO3↓，
故答案為：2Na2CrO4+2CO2+H2ONa2Cr2O7+2NaHCO3↓；
（5）步驟Ⅰ-Ⅲ是為了制得純堿，從環(huán)境保護(hù)的角度看：六價(jià)鉻有毒，易造成環(huán)境污染，
故答案為：六價(jià)鉻有毒，易造成環(huán)境污染；
（6）步驟V合成時(shí)，加入95%的乙醇的目的是：減小過(guò)碳酸鈉的溶解度，提高產(chǎn)率，
故答案為：減小過(guò)碳酸鈉的溶解度，提高產(chǎn)率；
（7）①滴定終點(diǎn)是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液無(wú)色變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變，證明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)，
故答案為：淺紅色；
②準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品，用硫酸溶解后，用cmolL-1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，反應(yīng)為：5H2O2+3H2SO4+2KMnO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2↑，n（H2O2）= mol=2.5×10-3cVmol，2H2O2=2H2O+O2↑，分解生成氧氣質(zhì)量=2.5×10-3cVmol×32g/mol×= 0.04cV g，過(guò)氧化物的活性氧是指過(guò)氧化物單獨(dú)用催化劑催化分解時(shí)放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比 = ×100% = ，
故答案為：。