过碳酸钠的制备
高考化学二轮备考高频考点知识讲解与训练2---典型的元素及其化合物 (含解析)
高考化学二轮备考高频考点知识讲解与训练典型的元素及其化合物1．过碳酸钠(2Na 2CO 3·3H 2O 2)广泛用于化工、造纸、纺织、食品等行业，一种以芒硝(Na 2SO 4·10H 2O)、H 2O 2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如下：已知2CrO 2－4＋2H ＋===Cr 2O 2－7＋H 2O , pH 小于5时几乎均以Cr 2O 2－7形式存在，pH 大于8.5时几乎均以CrO 2－4形式存在。
回答下列问题：(1)Na 2CrO 4中Cr 元素的化合价为________。
(2)K sp (CaCrO 4)________(填“＞”或“＜”)K sp (CaSO 4)。
(3)流程中循环物质X 为________(填化学式)。
(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________。
(5)步骤Ⅰ～Ⅲ是为了制得纯碱，从环境保护的角度看，可能的不足之处是______________。
(6)步骤Ⅴ合成时，加入95%的乙醇的目的是____________________________________。
(7)测定产品活性氧的实验步骤如下：准确称取m g产品，用硫酸溶解后，用c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液V mL。
①滴定到终点时，溶液呈__________(填“无色”或“浅红色”)。
②过氧化物的活性氧是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质量之比。
该实验测得的产品中活性氧为________(列出计算表达式)。
答案(1)＋6 (2)> (3)Na2Cr2O7(4)2Na2CrO4＋2CO2＋H2O===Na2Cr2O7＋2NaHCO3(5)六价铬有毒，易造成环境污染(6)减小过碳酸钠的溶解度，提高产率(7)①浅红色②4cV m%解析(2)分析过程可知步骤Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，说明反应向更难溶的方向进行，证明K sp(CaCrO4)＞K sp(CaSO4)。
过碳酸钠的合成与应用
次污 染
,
所 以 在 洗 涤 配 方 中 己 被广 泛 的使 用
应用
漂 白助 洗 作 用
过 碳 酸 钠 属 氧 系 漂 白剂 漂 白作 用 比 氯 系 温 和 且无异 味 同 时能 克 服 氯系 漂 白 作 用 的许 多 缺 点
, ,
生 产 原 理及 工 艺 流 程
生产原理
过 碳 酸钠 是 碳 酸 钠 与 过 氧 化 氢 加 成 的 化 合 物 子 内碳 酸 钠与 过 氧 化氢 是 以氢键 联 接 其 反 应 分
对 皮肤
,
左 右 低于 但 粉 状物 质
。
登 几 室
稳定
仇
尸 匕 全二
工 下 一 山
粘 膜 及 眼睛有 一 定 的刺激作用
℃ 分解
, ,
干操 的过碳
,
母液 心 返回
翻 众 一 吕
酸钠在
属热 敏物质
,
因此在 生产 过程 中
,
产品
需要加入 稳 定 剂
的 漂 白性 能
,
以保 证 得 到稳 定性好 的产 品 具 有 良好
“
。
高 效清洗 剂
”
,
对陶 瓷
、
、
玻璃
、
、
塑料
、
马 赛 克等 耐 酸
糖菇
硬质 表面 有 洗涤
增白
消 毒作 用
。
类饲 料 添 加 剂
增效 剂
“
。
▲ 广 东太 阳神化妆 品有 限 公 司 以天 然 植 物汁 液
▲沈 阳 应 用 生 态 研 究 所研 制 生产 新 型 广 谱 氮 肥 肥隆
”
,
研 制 的沙 金 防 脱 洗 发 水 远 销 海 外 受 欢 迎
过碳酸钠
南昌航空大学实验报告题目：过碳酸钠的制备及产品分析指导老师：舒红英学生姓名：钟思异班级学号： 07021124 南昌航空大学环化学院应用化学系过碳酸钠的制备及产品分析钟思异张峰摘要：通过改进过碳酸钠的合成工艺，提高过碳酸钠的收率及稳定性，研究了稳定剂种类，稳定剂用量、原料比、反应温度、反应时间等因素对合成过碳酸钠过程的影响。
在选定的实验条件下，过碳酸钠的产率为67.37%，活性氧含量为13.67％。
关键词：过碳酸钠；合成；稳定剂；活性氧过碳酸钠也称过氧化碳酸钠或过氧水合碳酸钠，是一种强氧化剂，是一系列含过氧键的碳酸钠盐的俗称，是一种新型的氧系漂白剂［1］。
由于过碳酸钠有较高的活性氧并有可迅速溶于水的特性，所以它被广泛地用作合成洗涤剂中的助剂，过碳酸钠是目前高档洗衣粉必加的洗涤助剂［2］，它能在低于30℃下溶解并快速放氧，在用冷水洗涤时漂白效果仍十分好，目前仅洗涤剂领域每年以10%的速度增长，需求量很大。
此外它还在纺织工业中用作漂白剂、染整剂、干漂剂，工业和日常生活中的漂洗剂，造纸工业中纸浆的漂白剂，还原染料的显色剂，食品餐具及医疗卫生的消毒剂，金属表面处理剂［3］，地毯及硬物表面的清洗除垢剂，杀菌剂、除味剂等。
是一种具有多种用途的新型精细化工产品。
过碳酸钠的生产与应用前景十分广阔。
过碳酸钠问世近百年，它的制备在1935 年有零星报道.70年代以来，美、日、西欧等国竞相进行了开发研究。
我国从70年代以来，一些研究院也相继开始了对过碳酸钠的研究开发，近年来已受到越来越多研究者的重视［4］。
一些厂家如天津东方化工厂、上海桃浦化工厂、吉化公司试剂厂等。
开始了工业化生产，产品受到消费者的普遍欢迎。
据《中国化工报》载，我国年产洗衣粉约100 万吨。
过碳酸钠若作为洗涤助剂添加于洗衣粉，其添加量一般为洗衣粉总量的10%-20%，按目前国内洗衣粉的年产量计算，对过碳酸钠的年需求量为15 万吨-20吨。
而目前国内过碳酸钠的年产量仅数千吨，远远满足不了市场的需。
过硼酸钠和过碳酸钠
过硼酸钠和过碳酸钠1. 物理和化学性质：过硼酸钠是一种白色固体，无味，可溶于水。
其化学式为NaBO3，存在三种水合物形式：一水合物NaBO3·H2O、四水合物NaBO3·4H2O和三水合物NaBO3·3H2O。
而过碳酸钠是一种白色结晶或结晶性粉末，遇潮可释放氧气。
它是过氧化氢与碳酸钠的加成化合物，分子式为2Na2CO3·3H2O2或Na2CO3·1.5H2O2。
2. 应用领域：过硼酸钠主要用作高效氧系漂白剂，并具有杀菌和织物保色等功能。
它在漂白粉、洗衣粉、洗涤剂等日用材料中有广泛应用。
此外，过硼酸钠也用于电镀和玻璃工业。
而过碳酸钠则主要作为漂白剂和氧化剂使用，还用于化工、造纸、纺织、染整、食品、医药、卫生等部门的去污剂、清洗剂和杀菌剂。
此外，过碳酸钠也广泛应用于食品工业和清洁剂中。
3. 价格和反应温度：过碳酸钠的价格通常比过硼酸钠便宜。
另外，活性氧含量15%的一水过硼酸钠的价格比活性氧含量10%的四水过硼酸钠的价格更高。
在反应温度方面，过碳酸钠的反应温度为40℃，而过硼酸钠的反应温度则没有明确提到。
4. 安全性：过硼酸钠和过碳酸钠都是化学试剂，因此在处理和使用时需要采取适当的安全措施。
过硼酸钠可能对眼睛、皮肤和呼吸道有刺激性，应避免长时间接触。
而过碳酸钠虽然较为温和，但在高温或接触某些化学物质时可能产生有害的分解产物，因此也需要谨慎处理。
5. 储存和处置：过硼酸钠和过碳酸钠都应存放在干燥、阴凉、通风的地方，远离火源和热源。
废弃的化学品应按照当地的环境法规进行处置，以防止对环境造成污染。
6. 环境影响：这两种化合物如果未经适当处理而进入环境，都可能对环境造成一定的影响。
过硼酸钠可能对水生生物有毒害作用，而过碳酸钠在分解过程中可能释放氧气，影响水体的氧平衡。
7. 合成方法：过硼酸钠通常是通过硼酸和氢氧化钠反应制得的。
而过碳酸钠的合成方法则可能包括过氧化氢与碳酸钠的反应，或者通过过氧化氢与氢氧化钠和二氧化碳的反应来制备。
新型无磷过碳酸钠的制备及应用
向反 应 锅 中投 ＾摩 尔 比为 １ ：． 的碳 酸 钠 和 过 １１ ０
氧化氢水溶液 ． 同时 投 入 反应 稳 定 剂 、 覆 剂 等 ． 涂 在 】－０ ５ ３ ℃下 搅 拌 反应 ， 晶生 成过 碳酸 钠 晶体 结
３３ 分 离 干燥
过碳 酸钠 的国 家 ，而世 界其 它 国家则 主要采 用湿 法生 产过 碳酸 钠 ，我国绝 大部分 ｜ 产 过碳 酸钠 的厂 家也都 牛
的老产 品 。
１ 反 应原 理
２ ２ Ｓａ Ｃｏ３ ３ Ｏ２ ＋ — ２ ２ Ｎａ ＣＯ， ３ ・ Ｈ
投 ＾调浆锅 中， 搅拌 至均匀 ， 调成浆体 备片 在反应锅 ｒ ｛ ｝ １
投＾ ５ ％的双氧水 Ｉ ５ ｍｌ ０ １０ 、 无磷助剂 １０５ ２ 无磷 ．％－ ％
碳 酸钠 和 顺 氧水按 １０ １１比例 混 合 ，在稳 定 剂 ．：
维普资讯
轻重 互 诧
过 碳 酸 钠 （ｏ ｉｍ ｅｔ ｒｏ ｆａ Ｓ ｄｕ Ｐ ｒａｂ ｎ ｔ）义 名 扯 氧 碳 酸 ， ｌ
拌 至 均匀 ． 凋成浆 体 备 用 。
３２ 反 应 ．
钠 。过 碳 酸钠 易溶 于 水 ． 放 出活性 氧 ， 备 漂 白 释 具 杀
采用 湿法 生产 ：由 于过 碳酸 钠不稳 定 ， 嗳湿分解 ， 易 释
用离 心 机 分离 上进 固液 混 合反 应 液 ． 离 的液 体 分 作 为循 环母 液用 于调浆 ．分 离 的固体 在 ５ — ０ ０ ７ ℃下 十
燥 得 成 品。
４ 反 应 实 例
放 出活 陛氧 ． 失有 效成分 ． 湿 法生产 过碳 酸钠 的工 丧 在 艺 中， 往要添加 稳定 剂和 助剂来 帮助 稳定产 品 。 往 同前 使用最 多 的是磷 酸盐 及其混 配物 、 有机 膦助 剂 。 磷 酸盐 （ 的排 放 ㈦ Ｐｉ‘ 膦） －） ！在我 国 的标 准 中 目前
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一前言
过碳酸钠又名过氧化碳酸钠(Na
2CO
3
·1．5H
2
O
2
)，是白色松散流动性好的颗
粒状固体，无味，无毒，易溶于水。
过碳酸钠最早是1969年在日本研制成功的，当时许多国家大量使用磷系洗涤剂造成严重的环境污染，使水中含磷量大增，藻类物质大量生长，严重危害生态平衡，所以过碳酸钠的开发非常重要，它水溶性好，去污性强，对环境的污染小，溶于水后会放出活性氧。
主要应用在以下方面：(1)台成洗涤剂助剂，(2)纺织工业凛染剂、染整剂，(3)纸浆等漂白剂，(4)金属表面处理剂，(5)电镀液添加剂，(6)医疗急救时用作氧气源，(7)卫生消毒剂和食品保鲜剂，(8)还原染料的显色剂等[1]。
随着经济的发展, 过碳酸钠的需求量也不断增长, 仅按国内洗衣粉的年产量计算, 对过碳酸钠需求量为20～25 万吨。
而目前, 国内过碳酸钠的年产量只有几万吨, 加上过碳酸钠在其他方面的应用, 估计过碳酸钠的年需要量达50 万吨。
与欧美日国家相比, 我们还处于起步阶段, 因此开发和应用过碳酸钠的市场前景十分广阔。
过碳酸钠的生产方法有两种: 干法和湿法。
干法工艺简单, 流程短, 但操作不易控制, 产品质量不高。
湿法工艺包括喷雾法、连续结晶法、低温结晶法和溶剂法。
喷雾法产品质量稳定性差; 连续结晶法工艺复杂; 低温结晶法投资大, 溶剂法消耗溶剂量大,费用高。
我们在湿法基础上, 探索了常温下过碳酸钠制备工艺。
二实验原理[2]
2.1. 反应原理
过碳酸钠是由碳酸钠和双氧水以一定的比例混合，加入稳定剂，在低温下反应制得的。
其反应式为:
2Na2CO3+ 3H2O2→2Na2CO3·3H2O2+ △H
2.2 工艺流程
过碳酸钠的制备有干法和湿法两种，前者设备复杂, 技术条件苛刻, 难控制, 能耗也高。
后者设备易得, 投资少, 技术条件易于控制, 我们基本上采用湿法, 同时也兼顾了干法的特点。
另外, 我们采用乙醇洗涤过碳酸钠沉淀的办法减少干燥前过碳酸钠中的含水量, 同时, 采用真空干燥, 提高干燥速度, 以尽量降低在生产过程中过碳酸钠的分解。
2.3 稳定剂的选择及过碳酸钠稳定性的研究
过碳酸钠不稳定, 受一定的因素影响易分解。
其分解反应方程式如下:
2Na2CO3·3H2O2→2( Na2CO3·H2O) + H2O+ 3/ 2O2↑
2Na2CO3·3H2O2→2Na2CO3+ 3H2O+ 3/ 2O2↑（加热）
过碳酸钠分解后, 活性氧分解成H
2O 和O
2
, 使得过碳酸钠活性氧的含量降低。
因
此, 通过测定在不同条件下活性氧的含量及变化, 即可研究过碳酸钠的稳定性。
三仪器及试剂
3.1实验仪器：三颈烧瓶、电动磁力搅拌机, 温度计、滴液漏斗、抽滤装置、烘箱、滴定管、烧杯、锥形瓶等。
3.2实验试剂和药品：无水碳酸钠(95 % ) , 过氧化氢(30 % ) , 三乙醇胺(A . R , 1.13 g/mL ) , 硫酸镁, 碳酸钠(A.R )，硅酸钠(A.R ) , 草酸钠(A.R ), 高锰酸钾(A.R ) , 硫酸(A.R ) , 无水乙醇(A.R )。
3.步骤[3]
3.1制备：在装有搅拌器、温度计的三口烧瓶中, 加入一定量的30 % 过氧化氢溶液和复合稳定剂, 控温搅拌至稳定剂完全溶解, 然后在30min 内分批加人无水碳酸钠或以一定的速度加人饱和碳酸钠溶液, 继续控温搅拌一定时间, 静置结晶30min 后进行真空抽滤, 滤液可循环使用, 产品用无水乙醇洗涤2 一3 次, 再真空抽滤, 将抽滤所得的产品真空干燥2h即得过碳酸钠产品。
3.2稳定性测试:为选择合适的稳定剂及其组合, 以高温高湿下的分解率为考查指标, 进行了四因素三水平正交实验见表1。
结果与讨论：
3、活性氧含量测定：准确称取试样0.10~0.20g (精确至0.0002g), 于250mL锥形瓶中, 加100mL浓度为6%的硫酸溶液,用高锰酸钾标准溶掖摘定,至溶液呈粉红色并在30 秒内不消失即为终点, 记录高锰酸钾标淮溶液消耗的体积, 按下式计算活性氧含量。
计算公式: O%=4CV/M
C—KMnO4标准溶液浓度(mol) ; V—消耗的KMnO4标准溶液体积(mL);
M一试样质量(g )
参考文献
[1] 陈咏梅.过碳酸钠的制备和稳定性的研究.盐城工业专科学校学报.1996；
9（1）.
[2] 韩周祥、郭顺勤、郭晓春.过碳酸钠的合成及其稳定性研究[J]；无机盐工业.1997:；6
[4] 姜体乾主编.化工工艺手册.上海：上海科学技术出版社，1992。