Question

1．過氧化氫是一種重要的化學產品，在工農業(yè)生產和日常生活中有著廣泛應用，工業(yè)采用烷基蒽醌法生產．
生產過氧化氫的工藝：

根據(jù)生產過氧化氫原理和工藝，回答下列問題：
（1）該生產過氧化氫的原理中，原子利用率為100%．
（2）該工藝中有機溶劑為液態(tài)烷烴和酯類，能否用乙醇替代呢？否，因為乙醇與過氧化氫溶液及烷基蒽醌等都互溶，無法萃取，難于與工作液分離．
（3）為了提高經濟效益，該工藝氫化反應中，除了加催化劑外，還可采用的措施是AB．
A．適當加熱    B．加壓    C．增大工作液中有機溶劑的量
（4）該工藝中“后處理”的目的是回收RAQ（及HRAQ）及有機溶劑并循環(huán)使用．
（5）該工藝中由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂可采取操作方法是減壓蒸餾．
（6）硫酸酸化的過氧化氫溶液可溶解金屬銅，試寫出該反應的離子方程式Cu+2H⁺+H₂O₂=Cu²⁺+2H₂O．

Answer 1

分析 工業(yè)采用烷基蒽醌法生產過氧化氫的原理：RAQ與有機溶劑形成工作液，氫氣和催化劑與工作液作用形成HRAQ，HRAQ進行氧化生成過氧化氫和RAQ，通過萃取凈化得到35%的H₂O₂，通過減壓蒸餾由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂．
（1）化合反應原子利用率是100%；
（2）過氧化氫溶液與工作液分離通過萃取實現(xiàn)，根據(jù)萃取劑必須具備下列條件：兩種溶劑互不相溶；溶質在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度；溶質與萃取劑不反應分析；
（3）RAQ與有機溶劑形成工作液，氫氣和催化劑與工作液作用形成HRAQ，適當加熱、加壓能提高反應速率產率，提高經濟效益；
（4）HRAQ進行氧化生成過氧化氫和RAQ，通過“后處理”，回收RAQ（及HRAQ）及有機溶劑并循環(huán)使用；
（5）過氧化氫受熱易分解，由35%的H₂O₂得到70%的H₂O₂可采取減壓蒸餾；
（6）銅和硫酸在雙氧水的作用下發(fā)生反應生成硫酸銅和水．

解答 解：（1）工業(yè)采用烷基蒽醌法生產過氧化氫的原理：RAQ與有機溶劑形成工作液，氫氣和催化劑與工作液作用形成HRAQ，HRAQ進行氧化生成過氧化氫和RAQ，本質為H₂+O₂=H₂O₂，為無機中的化合反應，原子利用率為100%，
故答案為：100%；
（2）液態(tài)烷烴和酯類與過氧化氫不互溶，過氧化氫溶液與工作液分離通過萃取實現(xiàn)，乙醇為有機物，與與過氧化氫溶液及烷基蒽醌等都互溶，無法通過萃取操作，與工作液分離，所以不可用乙醇替代液態(tài)烷烴和酯類，
故答案為：否，因為乙醇與過氧化氫溶液及烷基蒽醌等都互溶，無法萃取，難于與工作液分離；
（3）RAQ與有機溶劑形成工作液，氫氣和催化劑與工作液作用形成HRAQ，適當加熱，溫度高反應速率加快，但過氧化氫易分解，不能溫度過高，反應本質為H₂+O₂=H₂O₂，加壓利于產物的生成，增大工作液中有機溶劑的量，增加成本，不能提高產率，所以不選，
故答案為：AB；
（4）采用烷基蒽醌法生產過氧化氫，RAQ與有機溶劑形成工作液，氫氣和催化劑與工作液作用形成HRAQ，HRAQ進行氧化生成過氧化氫和RAQ，通過“后處理”，回收RAQ（及HRAQ）及有機溶劑并循環(huán)使用，
故答案為：回收RAQ（及HRAQ）及有機溶劑并循環(huán)使用；
（5）因為H₂O₂的沸點比水高，但受熱易分解，濃縮H₂O₂溶液時，不能加熱，不能加壓，應進行減壓蒸餾，故答案為：減壓蒸餾；
（6）銅和硫酸在雙氧水的作用下發(fā)生反應生成硫酸銅和水，即Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．

點評 本題考查工業(yè)采用烷基蒽醌法生產過氧化氫工藝，要求學生具有分析和解決問題的能力，注意把握實驗操作原理，把握題給信息，掌握實驗操作方法，題目難度中等．