2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（魯科版）教案：第9章 課題探究6 過氧碳酸鈉(“魚浮靈”)的制備及性質(zhì)

課題探究6湍U過氧碳酸鈉（，，魚浮靈，，）的

制備及性質(zhì)

背景。鏈接

過碳酸鈉（xNa2cO33H2O2）又名過氧碳酸鈉，俗稱魚浮靈，也稱為固體雙氧

水。白色顆粒狀粉末，在常溫下能很快溶于水，并迅速釋放氧氣，其水溶液呈

堿性，50℃可分解為碳酸鈉和過氧化氫，具有Na2c03和H2O2的雙重性質(zhì)，

是很好的消毒劑、漂白劑、供氧劑。

過氧碳酸鈉加入水中后，迅速生成雙氧水，雙氧水不穩(wěn)定，產(chǎn)生氧氣和水。

反應(yīng)最終剩余碳酸鈉，食用對(duì)人體并無太大危害。2Na2cOy3H2O2==2Na2c03

+3H2O2,2H2O2=2H2O+O2to

魚浮靈是一種速效增氧劑，含氧量高，釋放迅速，無殘留。施用魚浮靈后

能迅速增加水體溶氧量并在長時(shí)間內(nèi)維持，能有效防治水生動(dòng)物因缺氧而造成

的浮頭、泛塘等現(xiàn)象，提高魚苗及活魚運(yùn)輸?shù)某苫盥?，緩解消除水體中有機(jī)酸

及分子氨的積累，增加水生動(dòng)物的抗病能力。

過氧碳酸鈉的生產(chǎn)工藝有很多，但是大多數(shù)是由過氧化氫與鈉的碳酸鹽反

應(yīng)。正規(guī)生產(chǎn)的魚浮靈遇水后產(chǎn)物是碳酸鈉和水，魚浮靈在生產(chǎn)和使用中不含

鉛、碑等有毒物質(zhì)，其本身安全無毒。

任務(wù)0驅(qū)動(dòng)

探究任務(wù)1

過氧碳酸鈉（“魚浮靈”）的制備

實(shí)驗(yàn)室用Na2c03與穩(wěn)定劑的混合溶液和H2O2化合制備過氧碳酸鈉。裝置

如圖所示。

已知：I.過氧碳酸鈉具有Na2c03和H2O2的雙重性質(zhì)，50C開始分解;

II.*Na2cO3（aq）+yH2（）2（aq）==xNa2co3?H2O2（aq）AH<0；

ni.過氧碳酸鈉在異丙醇中的溶解度較低。

問題探究期（1）恒壓滴液漏斗盛裝的藥品是什么?

［答案］H2O2O

⑵下列可用作“穩(wěn)定劑”的是（填字母）。

A.FeChB.CH3COOH

C.Na3P04D.MnO2

［答案］C

（3）反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，向反應(yīng)液中加入異丙醇，靜置、過濾、洗滌、

干燥，獲得過氧碳酸鈉固體。加入異丙醇的目的是什么？

［答案］降低過氧碳酸鈉的溶解度，使其從反應(yīng)液中析出。

探究任務(wù)2

過氧碳酸鈉（“魚浮靈”）成分的測(cè)定

將“魚浮靈”溶于適量水即得過氧碳酸鈉溶液。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過氧碳酸

鈉溶液中所含的微粒（不包括H2O分子）。

問題探究?（1）證明溶液中含COT,可取適量試液，加入CaCL溶液，產(chǎn)

生_______（填現(xiàn)象），再加入稀鹽酸，（填現(xiàn)象），同時(shí)生成無色無味能

使澄清石灰水變渾濁的氣體。

［答案］白色沉淀沉淀溶解

（2）某同學(xué)選用下列試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行過氧碳酸鈉成分的測(cè)定：

甲基橙、石蕊、KI固體、0.2000mol-L-1H2s。4溶液、0.1000mol-L-1Na2s2O3

溶液、0.0200KMnCh溶液。（已知：2S2Or+I2=2F+S4OD

步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)

①取適量過氧碳酸鈉樣品，加穩(wěn)定劑，

用蒸儲(chǔ)水溶解后轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶i.固體完全溶解得無色澄清溶液

中，定容、搖勻

②用移液管移取25.00mL于錐形瓶中，

ii.平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液UimL

加入2?3滴_______,用____________

滴定至終點(diǎn)。重復(fù)操作2?3次

③用移液管另移取12.50mL于錐形瓶出.該反應(yīng)的離子方程式為

中，加入足量稀硫酸，______________

iv.平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液%mL

補(bǔ)充上述表格中的空白，并通過上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過氧碳酸鈉

（xNa2cO3?H2O2）中的x：y是多少？寫出計(jì)算過程。

［答案］②甲基橙0.2000mol?L-iH2s04標(biāo)準(zhǔn)溶液③用0.0200molir

KMnCh溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)操作2?3次2MnO，+5H2（）2+6H+=2Mn2+

+502t+8H2Ox：y=2Vi：V2

滴定過程中，H2s04與Na2c03反應(yīng)，反應(yīng)關(guān)系是1：1,H2O2與KMnO4

反應(yīng)，反應(yīng)關(guān)系是5：2（H2（）2：KMnO）具體計(jì)算如下：

Na2c03?H2s04

11

0.2V1X10-30.2V1X10-3

5H2O2?2MnO；

52

0.05V2X10-30.02V2XUH

2-XHF，2x

則：=2Vi

即：5丫2義10-5一7，V2

探究任務(wù)3

過氧碳酸鈉（“魚浮靈”）增氧原理的探究

魚浮靈（過氧碳酸鈉）水溶液中存在H2O2、Na+、CO歹、OIF、H+（極少；因

溶液呈堿性）。過氧碳酸鈉溶液能產(chǎn)生氧氣，主要是H2O2的分解，而H2O2分解

需要催化劑?，F(xiàn)驗(yàn)證何種成分對(duì)H2O2的分解有促進(jìn)作用。

⑴合理的猜想

①Na+基本不具有催化作用，故排除。

②可能是COM促進(jìn)H2O2分解。

③可能是OH」促進(jìn)H2O2分解。

④可能是OIF和CO夕共同促進(jìn)H2O2分解。

（2）實(shí)驗(yàn)探究

［實(shí)驗(yàn)］取三個(gè)小錐形瓶，分別加入等體積的3%H2O2溶液，再分別加入

等體積、等pH的Na2c03溶液和NaOH溶液，剩余的一個(gè)錐形瓶不加。用相對(duì)

壓強(qiáng)傳感器分別測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)容器的相對(duì)壓強(qiáng)改變量。

［實(shí)驗(yàn)記錄］

實(shí)驗(yàn)

H2O2H2(h+Na2c03H2O2+NaOH

反應(yīng)時(shí)間

反應(yīng)液的pH

相對(duì)壓強(qiáng)

府函颯3)加入等體積、等pH的Na2co3溶液和NaOH溶液,目的是什

么？

［答案］加入等體積、等pH的Na2c03溶液和NaOH溶液，可以對(duì)比得出

COr、OTP對(duì)H2O2分解速率的影響。

(3)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組設(shè)計(jì)了如下方案對(duì)過氧碳酸鈉增氧原理進(jìn)行研究。

某小組在常溫下進(jìn)行“魚浮靈”溶于水、田。2(分別加NaCkNa2c03、

NaOH)后測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)溶解氧含量(mg1-)的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄如下：

組別12

H2O+H2O2+H2O2+H2O2+H2O2+

試劑

H2OH2O2

“魚浮靈”NaClNa2cChNaOHNaOH

pH6.969.896.015.978.148.159.26

溶解氧5.687.976.446.489.119.1210.97

問題探究結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分為斤“魚浮靈”溶于水1后在水產(chǎn)養(yǎng)殖中速效

增氧的原理是什么？

［答案］Na2c03溶液水解呈堿性，催化H2O2分解。

拓展。提升

“魚浮靈”主要成分是過碳酸鈉(“Na2cO33H2O2),俗稱固體雙氧水。某興

趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究：

【性質(zhì)探究】

(1)取少量“魚浮靈”于試管中加水，有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出；向試管中

加入少量MnO2粉末，產(chǎn)生大量氣泡，將帶火星木條伸入試管，木條

說明有02生成。

(2)取實(shí)驗(yàn)⑴中上層清液，測(cè)得溶液pH>7；向溶液中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)

生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說明有

生成。結(jié)論：過碳酸鈉具有Na2c03和H2O2的雙重化學(xué)性質(zhì)。

【工業(yè)制備】(如圖)

woz和穩(wěn)定劑異丙醇.分離

飽和Na，。,溶液

注：異丙醇為有機(jī)溶劑。

(3)穩(wěn)定劑的作用是；穩(wěn)定劑中MgC12和Na2SiO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),

生成一種難溶物將過碳酸鈉粒子包裹住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)濁液中加入異丙醇的作用是___________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)操作II中洗滌晶體的試劑最好選用(填字母)。

A.飽和NaCI溶液B.水

C.異丙醇D.稀鹽酸

(6)根據(jù)如表數(shù)據(jù)，你認(rèn)為上述制備反應(yīng)的最佳溫度范圍是

溫度范圍/℃5?1010-1515-2020?25

活性氧含量/%13.9414.0215.0514.46

“魚浮靈”的產(chǎn)率/%85.4985.7888.3883.01

注：活性氧含量是指產(chǎn)品中能轉(zhuǎn)化為02的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過碳酸鈉

(xNa2cO33H2O2)組成的測(cè)定像質(zhì)對(duì)測(cè)定無影響)o

【查閱資料】①“魚浮靈”中活性氧含量213.0%是一等品，210.5%是合

格品。

②過碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO2和02。

10.0g

樣品-

ABCDE

（7）實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N2一段時(shí)間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫

酸，直至A中樣品完全反應(yīng)；繼續(xù)緩慢通N2,其目的是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（8）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會(huì)導(dǎo)致x：y的值________（填“偏大”或

“偏小”）

（9）裝置B的作用是（填序號(hào)）。

①除去氣體中的水蒸氣

②便于觀察和控制氣流速度

（10）實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,D裝置增重2.2go該產(chǎn)品中活性氧

含量為%;屬于（填“一等品”或“合格品”）；x：?=

［解析］（1）二氧化鎰是過氧化氫分解的催化劑，氧氣能使帶火星的木條復(fù)

燃。（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，此反應(yīng)可檢驗(yàn)二氧化碳的存在，說明

有CO2生成。（3）實(shí)驗(yàn)中加入穩(wěn)定劑的作用是為防止H2O2分解（或防止過碳酸鈉

分解）而失效；穩(wěn)定劑中的氯化鎂與硅酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，能生成氯化鈉和難

溶的硅酸鎂，覆蓋在過碳酸鈉表面起保護(hù)作用，其化學(xué)方程式為MgCh+

Na2SiO3=MgSiO3I+2NaCL（4）由框圖可知，加入異丙醇后經(jīng)操作I后得到

的是濾液和晶體，因此操作I應(yīng)該是過濾步驟，由此可知，加入異丙醇的作用

是降低過碳酸鈉的溶解度（過碳酸鈉在有機(jī)溶劑中的溶解度較小）以利于其析出

晶體，因此濁液中加入異丙醇的作用是降低過碳酸鈉的溶解度（或減少過碳酸鈉

的溶解或提高產(chǎn)率等）。（5）因過碳酸鈉不溶于異丙醇，所以洗滌晶體最好選用異

丙醇。（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出，在15c?20C時(shí)，活性氧含量最高，魚浮靈

產(chǎn)率最高。（7）實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)馐菫榱顺パb置內(nèi)的空氣，以防測(cè)定值偏高；實(shí)驗(yàn)

后還栗繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被吸收。（8）若先滴入稀硫

酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計(jì)算時(shí)過氧化氫相對(duì)含量偏小，碳酸鈉

相對(duì)含量偏大，導(dǎo)致x:y的