Question

8．過氧化氫是應(yīng)用廣泛的“綠色”氧化劑，酸性條件下穩(wěn)定，中性或弱堿性條件下易分解．填空：
（1）過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)如圖（Ⅱ），則過氧化氫屬于極性（極性/非極性）分子．過去曾經(jīng)有人認為過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)也可能是（Ⅰ），選擇合理實驗方法證明過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)為（Ⅱ）d（選填編號）．
a．測定過氧化氫的沸點                    
b．測定過氧化氫分解時的吸收的能量
c．測定過氧化氫中H-O和O-O的鍵長    
d．觀察過氧化氫細流是否在電場中偏轉(zhuǎn)
Na₂O₂，K₂O₂以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫．實驗室可用稀硫酸和過氧化物在用冰冷卻的條件下反應(yīng)制取過氧化氫．
（2）上述過氧化物中最適合的是BaO₂，反應(yīng)完畢后過濾（填操作名稱）即可得到雙氧水．
（3）若反應(yīng)時沒有用冰冷卻，會有氣體產(chǎn)生，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O．用酸性高錳酸鉀溶液滴定雙氧水的方法可以測定雙氧水的濃度．
（4）取5.00mL 雙氧水樣品，配制成250mL溶液．此實驗過程必須用到的兩種主要儀器為酸式滴定管、250mL容量瓶（填儀器名稱）．
（5）取25.00mL上述溶液，用0.020mol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定，看到溶液呈淺紫紅色且半分鐘內(nèi)不褪色，到達滴定終點，消耗高錳酸鉀溶液15.50mL．則原雙氧水樣品中含過氧化氫52.7 g/L．

Answer 1

分析 （1）由極性鍵構(gòu)成的分子，若結(jié)構(gòu)不對稱，正負電荷中心不重疊則為極性分子；極性分子細液流在電場中會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
（2）根據(jù)題目信息，實驗室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明另一種產(chǎn)物為沉淀；
（3）BaO₂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇、氧氣和水；
（4）雙氧水具有強氧化性用酸式滴定管量取，配制250mL溶液需要250mL容量瓶；
（5）酸性高錳酸鉀溶液為紫色，達到滴定終點時溶液呈淺紫紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；根據(jù)反應(yīng)方程式計算25mL溶液中雙氧水的物質(zhì)的量，然后求出其質(zhì)量，再求出1L溶液中的雙氧水的質(zhì)量．

解答 解：（1）H₂O₂分子中含有氧氫極性共價鍵和氧氧非極性共價鍵，由極性鍵構(gòu)成的分子，若結(jié)構(gòu)不對稱，正負電荷中心不重疊則為極性分子；極性分子細液流在電場中會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
a．分子的熔沸點與分子間作用力有關(guān)，與分子是否對稱無關(guān)，故a錯誤；
b．過氧化氫分解時吸收的能量與氫氧鍵的鍵能有關(guān)，與分子是否對稱無關(guān)，故b錯誤；
c．圖示兩種結(jié)構(gòu)，過氧化氫分子中的氫氧鍵與氧氧鍵鍵長均相同，無法鑒別，故c錯誤；
d．圖示兩種結(jié)構(gòu)，猜想1為對稱結(jié)構(gòu)的非極性分子，猜想2為非對稱結(jié)構(gòu)的極性分子，極性分子細液流在電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，非極性分子細液流在電場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，觀察過氧化氫細液流在電場中是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可確定猜測中有一種正確，故d正確；
故答案為：極性；d；
（2）實驗室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明另一種產(chǎn)物為沉淀，則生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO₂；反應(yīng)生成過氧化氫和硫酸鋇沉淀，過濾即可得到純凈的過氧化氫；
故答案為：BaO₂；過濾；
（3）若反應(yīng)時沒有用冰冷卻，會有氣體產(chǎn)生，則生成的氧氣，即BaO₂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇、氧氣和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O；
故答案為：2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O；
（4）雙氧水具有強氧化性用酸式滴定管量取，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，所以取5.00mL 雙氧水樣品，配制成250mL溶液，實驗過程必須用到的兩種主要儀器為酸式滴定管、250 mL容量瓶；
故答案為：酸式滴定管、250 mL容量瓶；
（5）酸性高錳酸鉀溶液為紫色，達到滴定終點時雙氧水完全反應(yīng)，溶液變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；
反應(yīng)離子方程式是：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
n（MnO₄^-）=cV=0.020mol/L×0.0155L=3.10×10^-4mol，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×3.10×10^-4mol
則25.00mL上述溶液中雙氧水的質(zhì)量：m（H₂O₂）=nM=$\frac{5}{2}$×3.10×10^-4mol×34g/mol=2.635×10^-2g，
所以1000mL即1L雙氧水樣品溶液中雙氧水的質(zhì)量：m（H₂O₂）=2.635×10^-2g×$\frac{1000mL}{5mL}$=52.7g，則則原雙氧水樣品中含過氧化氫52.7g/L，
故答案為：溶液呈淺紫紅色且半分鐘內(nèi)不褪色；52.7．

點評 本題考查了制備實驗方案設(shè)計，考查制備原理、分子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物判斷及方程式的書寫、物質(zhì)含量的計算等，難度中等，需要學(xué)生具備運用信息與基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題的能力．