2023版高三一轮总复习化学（鲁科版）教案：第9章 课题探究6 过氧碳酸钠(“鱼浮灵”)的制备及性质

课题探究6湍U过氧碳酸钠（，，鱼浮灵，，）的

制备及性质

背景。链接

过碳酸钠（xNa2cO33H2O2）又名过氧碳酸钠，俗称鱼浮灵，也称为固体双氧

水。白色颗粒状粉末，在常温下能很快溶于水，并迅速释放氧气，其水溶液呈

碱性，50℃可分解为碳酸钠和过氧化氢，具有Na2c03和H2O2的双重性质，

是很好的消毒剂、漂白剂、供氧剂。

过氧碳酸钠加入水中后，迅速生成双氧水，双氧水不稳定，产生氧气和水。

反应最终剩余碳酸钠，食用对人体并无太大危害。2Na2cOy3H2O2==2Na2c03

+3H2O2,2H2O2=2H2O+O2to

鱼浮灵是一种速效增氧剂，含氧量高，释放迅速，无残留。施用鱼浮灵后

能迅速增加水体溶氧量并在长时间内维持，能有效防治水生动物因缺氧而造成

的浮头、泛塘等现象，提高鱼苗及活鱼运输的成活率，缓解消除水体中有机酸

及分子氨的积累，增加水生动物的抗病能力。

过氧碳酸钠的生产工艺有很多，但是大多数是由过氧化氢与钠的碳酸盐反

应。正规生产的鱼浮灵遇水后产物是碳酸钠和水，鱼浮灵在生产和使用中不含

铅、碑等有毒物质，其本身安全无毒。

任务0驱动

探究任务1

过氧碳酸钠（“鱼浮灵”）的制备

实验室用Na2c03与稳定剂的混合溶液和H2O2化合制备过氧碳酸钠。装置

如图所示。

已知：I.过氧碳酸钠具有Na2c03和H2O2的双重性质，50C开始分解;

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

ni.过氧碳酸钠在异丙醇中的溶解度较低。

问题探究期（1）恒压滴液漏斗盛装的药品是什么?

［答案］H2O2O

⑵下列可用作“稳定剂”的是（填字母）。

A.FeChB.CH3COOH

C.Na3P04D.MnO2

［答案］C

（3）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。加入异丙醇的目的是什么？

［答案］降低过氧碳酸钠的溶解度，使其从反应液中析出。

探究任务2

过氧碳酸钠（“鱼浮灵”）成分的测定

将“鱼浮灵”溶于适量水即得过氧碳酸钠溶液。请设计实验验证过氧碳酸

钠溶液中所含的微粒（不包括H2O分子）。

问题探究❷（1）证明溶液中含COT,可取适量试液，加入CaCL溶液，产

生_______（填现象），再加入稀盐酸，（填现象），同时生成无色无味能

使澄清石灰水变浑浊的气体。

［答案］白色沉淀沉淀溶解

（2）某同学选用下列试剂设计实验方案进行过氧碳酸钠成分的测定：

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

溶液、0.0200KMnCh溶液。（已知：2S2Or+I2=2F+S4OD

步骤实验现象及数据

①取适量过氧碳酸钠样品，加稳定剂，

用蒸储水溶解后转移至250mL容量瓶i.固体完全溶解得无色澄清溶液

中，定容、摇匀

②用移液管移取25.00mL于锥形瓶中，

ii.平均消耗标准溶液UimL

加入2〜3滴_______,用____________

滴定至终点。重复操作2〜3次

③用移液管另移取12.50mL于锥形瓶出.该反应的离子方程式为

中，加入足量稀硫酸，______________

iv.平均消耗标准溶液%mL

补充上述表格中的空白，并通过上述实验数据分析过氧碳酸钠

（xNa2cO3?H2O2）中的x：y是多少？写出计算过程。

［答案］②甲基橙0.2000mol・L-iH2s04标准溶液③用0.0200molir

KMnCh溶液滴定至终点，重复操作2〜3次2MnO，+5H2（）2+6H+=2Mn2+

+502t+8H2Ox：y=2Vi：V2

滴定过程中，H2s04与Na2c03反应，反应关系是1：1,H2O2与KMnO4

反应，反应关系是5：2（H2（）2：KMnO）具体计算如下：

Na2c03〜H2s04

11

0.2V1X10-30.2V1X10-3

5H2O2〜2MnO；

52

0.05V2X10-30.02V2XUH

2-XHF，2x

则：=2Vi

即：5丫2义10-5一7，V2

探究任务3

过氧碳酸钠（“鱼浮灵”）增氧原理的探究

鱼浮灵（过氧碳酸钠）水溶液中存在H2O2、Na+、CO歹、OIF、H+（极少；因

溶液呈碱性）。过氧碳酸钠溶液能产生氧气，主要是H2O2的分解，而H2O2分解

需要催化剂。现验证何种成分对H2O2的分解有促进作用。

⑴合理的猜想

①Na+基本不具有催化作用，故排除。

②可能是COM促进H2O2分解。

③可能是OH」促进H2O2分解。

④可能是OIF和CO夕共同促进H2O2分解。

（2）实验探究

［实验］取三个小锥形瓶，分别加入等体积的3%H2O2溶液，再分别加入

等体积、等pH的Na2c03溶液和NaOH溶液，剩余的一个锥形瓶不加。用相对

压强传感器分别测定相同时间内容器的相对压强改变量。

［实验记录］

实验

H2O2H2(h+Na2c03H2O2+NaOH

反应时间

反应液的pH

相对压强

府函飒3)加入等体积、等pH的Na2co3溶液和NaOH溶液,目的是什

么？

［答案］加入等体积、等pH的Na2c03溶液和NaOH溶液，可以对比得出

COr、OTP对H2O2分解速率的影响。

(3)某化学实验兴趣小组设计了如下方案对过氧碳酸钠增氧原理进行研究。

某小组在常温下进行“鱼浮灵”溶于水、田。2(分别加NaCkNa2c03、

NaOH)后测定相同时间内溶解氧含量(mg1-)的实验，数据记录如下：

组别12

H2O+H2O2+H2O2+H2O2+H2O2+

试剂

H2OH2O2

“鱼浮灵”NaClNa2cChNaOHNaOH

pH6.969.896.015.978.148.159.26

溶解氧5.687.976.446.489.119.1210.97

问题探究结合上述实验结果分为斤“鱼浮灵”溶于水1后在水产养殖中速效

增氧的原理是什么？

［答案］Na2c03溶液水解呈碱性，催化H2O2分解。

拓展。提升

“鱼浮灵”主要成分是过碳酸钠(“Na2cO33H2O2),俗称固体双氧水。某兴

趣小组对其进行以下探究：

【性质探究】

(1)取少量“鱼浮灵”于试管中加水，有持续细小气泡缓慢放出；向试管中

加入少量MnO2粉末，产生大量气泡，将带火星木条伸入试管，木条

说明有02生成。

(2)取实验⑴中上层清液，测得溶液pH>7；向溶液中滴加足量稀盐酸，产

生大量气泡；将产生的气体通入澄清石灰水中，出现浑浊现象，说明有

生成。结论：过碳酸钠具有Na2c03和H2O2的双重化学性质。

【工业制备】(如图)

woz和稳定剂异丙醇.分离

饱和Na，。,溶液

注：异丙醇为有机溶剂。

(3)稳定剂的作用是；稳定剂中MgC12和Na2SiO3发生复分解反应,

生成一种难溶物将过碳酸钠粒子包裹住，该反应的化学方程式为

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)浊液中加入异丙醇的作用是___________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(5)操作II中洗涤晶体的试剂最好选用(填字母)。

A.饱和NaCI溶液B.水

C.异丙醇D.稀盐酸

(6)根据如表数据，你认为上述制备反应的最佳温度范围是

温度范围/℃5〜1010-1515-2020〜25

活性氧含量/%13.9414.0215.0514.46

“鱼浮灵”的产率/%85.4985.7888.3883.01

注：活性氧含量是指产品中能转化为02的氧元素的质量分数。

【组成测定】利用如图装置进行产品中活性氧含量测定和过碳酸钠

(xNa2cO33H2O2)组成的测定像质对测定无影响)o

【查阅资料】①“鱼浮灵”中活性氧含量213.0%是一等品，210.5%是合

格品。

②过碳酸钠能与酸反应放出CO2和02。

10.0g

样品-

ABCDE

（7）实验前先缓慢通N2一段时间，加热铜网至红热后，再缓慢滴入过量稀硫

酸，直至A中样品完全反应；继续缓慢通N2,其目的是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（8）若先滴入稀硫酸，后加热铜网，会导致x：y的值________（填“偏大”或

“偏小”）

（9）装置B的作用是（填序号）。

①除去气体中的水蒸气

②便于观察和控制气流速度

（10）实验测得C装置中铜网增重1.2g,D装置增重2.2go该产品中活性氧

含量为%;属于（填“一等品”或“合格品”）；x：?=

［解析］（1）二氧化镒是过氧化氢分解的催化剂，氧气能使带火星的木条复

燃。（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，此反应可检验二氧化碳的存在，说明

有CO2生成。（3）实验中加入稳定剂的作用是为防止H2O2分解（或防止过碳酸钠

分解）而失效；稳定剂中的氯化镁与硅酸钠发生复分解反应，能生成氯化钠和难

溶的硅酸镁，覆盖在过碳酸钠表面起保护作用，其化学方程式为MgCh+

Na2SiO3=MgSiO3I+2NaCL（4）由框图可知，加入异丙醇后经操作I后得到

的是滤液和晶体，因此操作I应该是过滤步骤，由此可知，加入异丙醇的作用

是降低过碳酸钠的溶解度（过碳酸钠在有机溶剂中的溶解度较小）以利于其析出

晶体，因此浊液中加入异丙醇的作用是降低过碳酸钠的溶解度（或减少过碳酸钠

的溶解或提高产率等）。（5）因过碳酸钠不溶于异丙醇，所以洗涤晶体最好选用异

丙醇。（6）根据表中数据可以看出，在15c〜20C时，活性氧含量最高，鱼浮灵

产率最高。（7）实验前通氮气是为了除去装置内的空气，以防测定值偏高；实验

后还栗继续通氮气是为了使残留在装置中的气体全部被吸收。（8）若先滴入稀硫

酸，后加热铜网，将使部分氧气散逸，计算时过氧化氢相对含量偏小，碳酸钠

相对含量偏大，导致x:y的