Question

4．教材中給出了Na₂O₂與水反應的化學方程式，某學習小組通過實驗研究Na₂O₂與水發(fā)反應機理

操作	現象
Ⅰ．向盛有4.0gNa2O2的燒杯中加入50mL蒸餾水	劇烈反應，產生的氣體能使帶火星木條復燃，固體全部溶解后，得到的無色溶液a
Ⅱ．向溶液a中滴入兩滴酚酞	溶液變紅，10分鐘后溶液顏色明顯變淺，稍后，溶液變?yōu)闊o色
Ⅲ．向溶液中加入少量MnO2粉末	又有大量氣泡產生，產生的氣體也能使帶火星木條復燃

（1）Na₂O₂的電子式為，很明顯，實驗證實了溶液a中H₂O₂的存在，應用同位素示蹤原理可以表
示反應的機理，寫出Na₂¹⁸O₂與H₂O反應的化學方程式2Na₂¹⁸O₂+2H₂O═2Na¹⁸OH+2NaOH+¹⁸O₂↑．
（2）操作Ⅱ中紅色褪去的可能原因是溶液a中過量H₂O₂與酚酞發(fā)生反應．
（3）用反應2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+50₂↑+8H₂O測定溶液a中H₂O₂含量．取20.00mL溶液a，用稀H₂SO₄（填化學式）酸化，用0.002mol•L^-1KMnO₄溶液滴定，至終點時平均消耗10.00mLKMnO₄溶液．滴定時KMnO₄溶液應裝在酸（填酸或堿）式滴定管中，終點確定的方法是滴至最后一滴時溶液由紫色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色，經計算溶液a中c（H₂O₂）=0.0025mol•L^-1
（4）向溶液a中滴加FeSO₄溶液，發(fā)生反應的離子方程式為4H₂O₂+4Fe²⁺+6H₂O=O₂↑+4Fe（OH）₃↓+8Na⁺．
（5）向FeSO₄溶液中加入一定量Na₂0₂固體，并以物質的量為2：1發(fā)生反應，反應中無氣體生成，寫出
反應的離子方程式3Na₂O₂+6 Fe²⁺+6H₂O=6Na⁺+4Fe（OH）₃↓+2Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）Na₂O₂為離子化合物，據此書寫電子式；根據實驗證實了溶液a中H₂O₂的存在，則Na₂¹⁸O₂與H₂O反應先生成氫氧化鈉和H₂O₂，H₂O₂的再分解生成水和氧氣；
（2）根據H₂O₂具有強氧化性漂白；
（3）根據KMnO₄溶液能氧化HCl，所以用稀H₂SO₄酸化，KMnO₄溶液具有強氧化性，應裝在酸式滴定管中，終點確定的方法是滴至最后一滴時溶液由紫色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色，根據KMnO₄與H₂O₂反應的物質的量之比求得H₂O₂的物質的量，進而求得溶液a中c（H₂O₂）；
（4）向溶液a中滴加FeSO₄溶液，Na₂O₂氧化FeSO₄溶液生成生Fe（OH）₃↓和氧氣；
（5）向FeSO₄溶液中加入一定量Na₂0₂固體，并以物質的量為2：1發(fā)生反應，反應中無氣體生成，所以Na₂0₂固體僅作氧化劑，FeSO₄溶液被氧化成4Fe（OH）₃↓，據此書寫．

解答 解：（1）Na₂O₂為離子化合物，則電子式為；又實驗證實了溶液a中H₂O₂的存在，則Na₂¹⁸O₂與H₂O反應先生成氫氧化鈉和H₂O₂，H₂O₂的再分解生成水和氧氣，所以Na₂¹⁸O₂與H₂O反應的總化學方程式為2Na₂¹⁸O₂+2H₂O═2Na¹⁸OH+2NaOH+¹⁸O₂↑；故答案為：
；2Na₂¹⁸O₂+2H₂O═2Na¹⁸OH+2NaOH+¹⁸O₂↑；
（2）因為H₂O₂具有強氧化性漂白，所以操作Ⅱ中紅色褪去的可能原因是溶液a中過量H₂O₂與酚酞發(fā)生反應，故答案為：溶液a中過量H₂O₂與酚酞發(fā)生反應；
（3）根據KMnO₄溶液能氧化HCl，所以用稀H₂SO₄酸化，KMnO₄溶液具有強氧化性，應裝在酸式滴定管中，終點確定的方法是滴至最后一滴時溶液由紫色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色，根據KMnO₄與H₂O₂反應的離子方程式可知關系式為：
2MnO₄^-～5H₂O₂
2mol           5mol
0.002mol•L^-1×0.01L   n（H₂O₂）
則n（H₂O₂）=5×10^-5mol
所以c（H₂O₂）=$\frac{5×10{\;}^{-5}mol}{2×1{0}^{-2}L}$=0.0025mol/L，故答案為：H₂SO₄； 酸； 滴至最后一滴時溶液由紫色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不變色； 0.0025；
（4）向溶液a中滴加FeSO₄溶液，Na₂O₂氧化FeSO₄溶液生成生Fe（OH）₃↓和氧氣，離子方程式為：4Na₂O₂+4Fe²⁺+6H₂O=O₂↑+4Fe（OH）₃↓+8Na⁺；故答案為：4Na₂O₂+4Fe²⁺+6H₂O=O₂↑+4Fe（OH）₃↓+8Na⁺；
（5）向FeSO₄溶液中加入一定量Na₂0₂固體，并以物質的量為2：1發(fā)生反應，反應中無氣體生成，所以Na₂0₂固體僅作氧化劑，FeSO₄溶液被氧化成4Fe（OH）₃↓，離子方程式為：3Na₂O₂+6 Fe²⁺+6H₂O=6Na⁺+4Fe（OH）₃↓+2Fe³⁺，故答案為：3Na₂O₂+6 Fe²⁺+6H₂O=6Na⁺+4Fe（OH）₃↓+2Fe³⁺．

點評 本題以物質的性質為背景，考查了離子方程式書寫、化學計算、實驗分析，對學生綜合運用元素化合物知識的能力要求較高，難度較大．