Question

硫酸鈉-過氧化氫加合物（xNa₂SO₄?yH₂O₂?zH₂O）的組成可通過下列實驗測定：
①準確稱取1.7700g 樣品，配制成100.00mL 溶液A．
②準確量取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，消耗KMnO₄ 溶液25.00mL．H₂O₂ 與KMnO₄ 反應的離子方程式如下：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
（1）已知室溫下BaSO₄ 的K_sp=1.1伊10-10，欲使溶液中c（SO₄^2- ）≤1.0×10^-6 mol?L^-1，應保持溶液中c（Ba²⁺）≥______mol?L^-1．
（2）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______．
（3）通過計算確定樣品的組成（寫出計算過程）．

Answer 1

解：（1）沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ），當c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5 mol?L^-1，所以溶液中c（Ba²⁺ ）≥=1.1×10^-4mol/L，
故答案為：1.1×10^-4；
（2）不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被還原為MnO₂，Mn元素共降低3價，雙氧水被氧化生成氧氣，氧元素共升高2價，化合價最小公倍數(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，反應離子方程式為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（3）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）==2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=×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×-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式為2Na₂SO₄?H₂O₂?2H₂O
答：硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學式為2Na₂SO₄?H₂O₂?2H₂O．
分析：（1）根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)Ksp=c（SO₄^2-）?c（Ba²⁺ ）來計算；
（2）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；
（3）生成的白色固體0.5825g為硫酸鋇，根據(jù)n=計算硫酸鋇的物質的量，根據(jù)硫酸根守恒可知n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）．根據(jù)方程式計算25mL溶液中n（H₂O₂），再根據(jù)m=nM計算25mL溶液中硫酸鈉、過氧化氫的質量，繼而計算結晶水的質量，根據(jù)各物質的物質的量之比確定x：y：z，據(jù)此書寫化學式．
點評：本題屬于物質組成分析與化學綜合計算題，涉及氧化還原反應滴定、溶度積的計算、離子方程式書寫等，難度中等，注意運用元素守恒進行推理計算，學習中緊緊抓住元素守恒守恒、質量守恒、電荷守恒、極端分析等化學常用分析方法．