Question

7．過氧乙酸（CH₃COOOH）用作紡織品漂白劑，可通過下列方法制備：向燒瓶中依次加入乙酸、42.5%過氧化氫溶液、濃硫酸．控制反應(yīng)溫度為25℃，攪拌4小時(shí)，靜置15小時(shí)，得過氧乙酸溶液．
（1）制備20g38%過氧乙酸溶液至少需要42.5%過氧化氫溶液質(zhì)量為8g．
（2）過氧乙酸含量測(cè)定．準(zhǔn)確稱取0.5000g過氧乙酸樣液，定容于100mL容量瓶中，取5.00mL上述溶液于100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出現(xiàn)淺紅色（以除去過氧乙酸試樣中剩余H₂O₂），隨即加入過量KI溶液，搖勻，用0.01000mol•L^-1Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃溶液25mL．
已知：CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O；
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₅^2-
①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是（用離子方程式表示）2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O．
②計(jì)算過氧乙酸樣液中過氧乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）；
③用改法測(cè)定過氧乙酸含量比實(shí)際含量偏高的原因是（不考慮實(shí)驗(yàn)操作產(chǎn)生的誤差）過量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-會(huì)被空氣中氧氣氧化為I₂．

Answer 1

分析 （1）醋酸與雙氧水反應(yīng)生成過氧乙酸和水，H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{濃硫酸}{→}$（過氧乙酸）+H₂O，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算過氧化氫的質(zhì)量；
（2）①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是過氧化氫也會(huì)氧化碘離子，會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
計(jì)算得到過氧乙酸樣液中過氧乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
③實(shí)驗(yàn)過程中高錳酸鉀溶液、空氣中氧氣都會(huì)氧化碘離子造成測(cè)定的含量偏高．

解答 解：（1）制備20g38%過氧乙酸溶液至少需要42.5%過氧化氫溶液質(zhì)量為x，
H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{濃硫酸}{→}$CH₃COOOH+H₂O
34                                     76
x×42.5%                        20g×38%
$\frac{34}{x×42.5%}=\frac{76}{20g×38%}$
解之得：x=8g，
故答案為：8g；
（2）①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是過氧化氫也會(huì)氧化碘離子，會(huì)干擾測(cè)定結(jié)果，反應(yīng)的離子方程式為：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O，
故答案為：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0.5000g}$×$\frac{100mL}{5.0mL}$×100%=38.0%，
答：n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0.5000g}$×$\frac{100mL}{5.0mL}$×100%=38.0%；
③取5.00mL上述溶液與100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出現(xiàn)淺紅色（以除去過氧乙酸試樣中剩余H₂O₂），過量的高錳酸鉀溶液會(huì)氧化碘離子生成碘單質(zhì)導(dǎo)致過氧乙酸含量偏高，或空氣中氧氣也可以氧化碘離子為碘單質(zhì)，也可以導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，
故答案為：過量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-會(huì)被空氣中氧氣氧化為I₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的定量計(jì)算、氧化還原反應(yīng)過程分析、滴定實(shí)驗(yàn)和定量計(jì)算的分析判斷，主要是原理理解應(yīng)用和定量計(jì)算關(guān)系，題目難度中等．