水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠()。某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备

48.(2019江苏无锡中考)水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠()。某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
(查阅资料)①过氧碳酸钠有的双重性质;50℃开始分解。
②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
Ⅰ.“鱼浮灵”的制备。
实验室用与稳定剂的混合溶液和30%的溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图所示。
 
(1)反应温度不能超过20℃的原因是_____。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的_____。
Ⅱ.“鱼浮灵”的成分测定。
(定性检测)检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。

 


实验序号

实验步骤

实验现象

解释或结论

取样,加入粉末,用带火星的木条伸入试管内

木条复燃

反应的化学方程式
_____

_____

_____

溶液中含有

(定量研究)测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量,溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡()固体3.94g。
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗的质量为1.896g,该反应的原理是:

(4)计算确定过氧碳酸钠()的化学式_____(写出计算过程)。
Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理。
研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。


编号

试剂

 

溶液

固体
溶液

溶液
溶液

溶液
溶液

pH

6.96

6.01

8.14

8.15

9.26

溶解氧(

5.68

6.44

9.11

9.12

10.97

(5)由实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液呈_____(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是_____。
答案】常温下鱼浮灵在水中能很快分解产生氧气,温度越高,分解速度越快    使过氧碳酸钠固体尽可能多的析出        取样,加入适量的稀盐酸,用蘸有澄清石灰水的玻璃片放在试管口    试管内有气泡产生,玻璃片上澄清石灰水变浑浊    2Na2CO3·3H2O2    酸性    过氧碳酸钠中含有碳酸钠,碳酸钠易溶于水,溶液呈碱性,加快了H2O2分解,使水中溶解氧迅速增加    
解析】(1)鱼浮灵在常温下在水中会很快分解,而且温度越高,分解速度越快。因此生产过程中反应温度不能超过20℃的原因是:常温下鱼浮灵在水中能很快分解产生氧气,温度越高,分解速度越快。
(2)因为过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低,所以反应结束后,向反应液中加入异丙醇的目的就是:使过氧碳酸钠固体尽可能多的析出。
(3)完成实验报告中的相关内容。
实验①中根据实验现象有氧气生成,可以判断出溶液中含有过氧化氢,化学方程式是:
实验②结论是溶液中含有碳酸钠,根据碳酸根离子的鉴定方法,设计的实验步骤是:取样,加入适量的稀盐酸,用蘸有澄清石灰水的玻璃片放在试管口;实验现象是:试管内有气泡产生,玻璃片上澄清石灰水变浑浊。
(4)计算确定过氧碳酸钠的化学式。
根据实验③中数据计算样品中碳酸钠的质量。
设样品中碳酸钠的质量为x。
 
 
解得x=2.12g
根据实验④中数据计算样品中过氧化氢的质量。
设样品中过氧化氢的质量为y。
 
 
解得y=1.02g
设过氧碳酸钠的化学式是aNa2CO3·b H2O2。
 
解得 
则过氧碳酸钠的化学式是:2Na2CO3·3 H2O2。
(5)由Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理中的实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液pH=6.01<7呈酸性。
(6)由Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理中的实验可知,溶液的碱性越强,过氧化氢的分解速率越大,溶液中的溶解氧就越多,可见过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是:过氧碳酸钠中含有碳酸钠,碳酸钠易溶于水,溶液呈碱性,加快了H2O2分解,使水中溶解氧迅速增加。

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