Question

15．硫酸鈉-過氧化氫加合物（xNa₂SO₄•yH₂O₂•zH₂O）的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定：
①準(zhǔn)確稱取1.7700g 樣品，配制成100.00mL 溶液A．
②準(zhǔn)確量取25.00mL 溶液A，加入鹽酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，過濾、洗滌、干燥至恒重，得到白色固體0.5825g．
③準(zhǔn)確量取25.00mL 溶液A，加適量稀硫酸酸化后，用0.02000mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO₄溶液25.00mL．H₂O₂與KMnO₄反應(yīng)的離子方程式如下：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
（1）步驟③中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為溶液由無色變成紫紅色且半分鐘內(nèi)不變色；
（2）步驟②中使用鹽酸酸化，而步驟③中改用硫酸酸化的原因是氯離子易被高錳酸鉀氧化；
（3）上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，其離子方程式為2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（4）通過計(jì)算確定樣品的組成（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 （1）滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由無色變?yōu)楦咤i酸根離子顏色且30s內(nèi)不變色；
（2）鹽酸溶液中氯離子被高錳酸鉀溶液氧化；
（3）不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，雙氧水被氧化生成氧氣，根據(jù)電荷守恒可知有氫氧根離子生成，再根據(jù)原子守恒判斷是否有水生成，配平書寫；
（4）生成的白色固體0.5825g為硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算硫酸鋇的物質(zhì)的量，根據(jù)硫酸根守恒可知n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）．根據(jù)方程式計(jì)算25mL溶液中n（H₂O₂），再根據(jù)m=nM計(jì)算25mL溶液中硫酸鈉、過氧化氫的質(zhì)量，繼而計(jì)算結(jié)晶水的質(zhì)量，根據(jù)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比確定x：y：z，據(jù)此書寫化學(xué)式．

解答 解：（1）滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液由無色變?yōu)楦咤i酸根離子顏色紫紅色且半分鐘內(nèi)不變色，
故答案為：溶液由無色變成紫紅色且半分鐘內(nèi)不變色；
（2）步驟②中使用鹽酸酸化，而步驟③中改用硫酸酸化的原因是氯離子易被高錳酸鉀氧化，
故答案為：氯離子易被高錳酸鉀氧化；
（3）不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，Mn元素共降低3價(jià)，雙氧水被氧化生成氧氣，氧元素共升高2價(jià)，化合價(jià)最小公倍數(shù)為6，故MnO₄^-的系數(shù)為2、MnO₂的系數(shù)為2，H₂O₂的系數(shù)為3、O₂系數(shù)為3，根據(jù)電荷守恒可知有OH^-生成，其系數(shù)為2，由原子守恒可知，有水生成，其系數(shù)為2，反應(yīng)離子方程式為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（4）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{0.5825g}{233g/mol}$=2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$×0.02000mol•L^-1×0.025L/=1.25×10^-3mol
m（Na₂SO₄）=142g•mol^-1×2.50×10^-3mol=0.355g
m（H₂O₂）=34g•mol^-1×1.25×10^-3mol=0.0425g
n（H₂O）=（1.7700g×$\frac{25ml}{100ml}$-0.355g-0.0425g）÷18g•mol^-1=2.50×10^-3mol
x：y：z=n（Na₂SO₄）：n（H₂O₂）：n（H₂O）=2：1：2
硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O
答：硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于物質(zhì)組成分析與化學(xué)綜合計(jì)算題，涉及氧化還原反應(yīng)滴定、離子方程式書寫等，題目難度中等，注意運(yùn)用元素守恒進(jìn)行推理計(jì)算，學(xué)習(xí)中緊緊抓住元素守恒守恒、質(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等化學(xué)常用分析方法．