Question

7．過氧化氫是重要的氧化劑、還原劑，它的水溶液又稱為雙氧水，常用作消毒、殺菌、漂白等．某化學(xué)興趣小組取一定量的過氧化氫溶液，探究了過氧化氫的性質(zhì)，并準(zhǔn)確測定了過氧化氫的含量．
Ⅰ．探究過氧化氫的性質(zhì)
（1）該化學(xué)小組設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別證明了H₂O₂的兩個(gè)性質(zhì)．請將他們的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和驗(yàn)證性質(zhì)填入下表：

實(shí)驗(yàn)所用試劑或操作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	驗(yàn)證的性質(zhì)
碘化鉀淀粉溶液
取適量過氧化氫溶液于試管中，加熱，用帶火星的木條檢驗(yàn)．

（2）常溫下，向H₂O₂溶液中滴加少量FeSO₄溶液，可發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：
2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺下列說法正確的是ACD
A．H₂O₂的氧化性比Fe³⁺強(qiáng)，其還原性比Fe²⁺強(qiáng)
B．在H₂O₂分解過程中，溶液的pH逐漸下降
C．在H₂O₂分解過程中，F(xiàn)e²⁺和Fe³⁺的總量發(fā)生變化
D．H₂O₂生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe²⁺
Ⅱ．測定過氧化氫的含量
（1）量取10.00mL密度為ρ g/mL的過氧化氫溶液，溶解后將溶液轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶（填儀器名稱）中，加水稀釋至刻度，搖勻．移取稀釋后的過氧化氫溶液25.00mL至錐形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸餾水稀釋，作被測試樣．
（2）用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定被測試樣，其反應(yīng)的離子方程式如下，請將相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及化學(xué)式填寫在方框里．□MnO₄^-+□H₂O₂+□H⁺=□Mn²⁺+□H₂O+□□
該反應(yīng)體現(xiàn)了H₂O₂的還原性．
（3）滴定時(shí)，將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入酸式  （填“酸式”或“堿式”）滴定管中．滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內(nèi)不褪色．
（4）反復(fù)滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，則原過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.085cV}{ρ}$．
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結(jié)果偏高（填“偏高”或“偏低”或“不變”）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）驗(yàn)證雙氧水的氧化性，可以加入具有還原性的物質(zhì)，雙氧水能使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)色，有明顯現(xiàn)象證明，如果將雙氧水加熱產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的物質(zhì)，則證明雙氧水不穩(wěn)定；
（2）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O中Fe元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低；2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺中Fe元素的化合價(jià)降低，O元素的化合價(jià)升高，總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，以此來解答．
Ⅱ．（1）根據(jù)準(zhǔn)確配制一定體積一定物質(zhì)的量濃的溶液用到的儀器來回答；
（2）殘缺方程式配平首先確定缺什么，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，配平化學(xué)方程式；
（3）酸式滴定管可以量取具有強(qiáng)氧化性的溶液，高錳酸鉀具有顏色，錳離子無色；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算消耗過氧化氫的量然后計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體積．

解答 解：Ⅰ．（1）如果雙氧水能使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)色，則說明雙氧水氧化碘離子生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉變藍(lán)色，所以能證明雙氧水有氧化性；
如果將雙氧水加熱產(chǎn)生能使帶火星的木條復(fù)燃的物質(zhì)，則說明雙氧水分解生成氧氣，所以能證明雙氧水不穩(wěn)定，

實(shí)驗(yàn)所用試劑或操作	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	驗(yàn)證的性質(zhì)
碘化鉀淀粉溶液	溶液變藍(lán)色	驗(yàn)證氧化性
取適量過氧化氫溶液于試管中，加熱，用帶火星的木條檢驗(yàn)．	帶火星的木條復(fù)燃	驗(yàn)證不穩(wěn)定性

故答案為：

	實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象	驗(yàn)證的性質(zhì)
	溶液變藍(lán)色	驗(yàn)證氧化性
	帶火星的木條復(fù)燃	驗(yàn)證不穩(wěn)定性

（2）A．反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O中，F(xiàn)e²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，故H₂O₂的氧化性比Fe³⁺強(qiáng)；反應(yīng)2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺中，F(xiàn)e³⁺被H₂O₂還原生成Fe²⁺，故H₂O₂的還原性比Fe²⁺強(qiáng)，故A正確；
B．總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，溶液的H⁺濃度基本不變，溶液的pH基本不變，故B錯(cuò)誤；
C．總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，F(xiàn)e²⁺為H₂O₂分解的催化劑，F(xiàn)e²⁺和Fe³⁺的總量保持不變，故C正確；
D．Fe²⁺為H₂O₂分解的催化劑，可導(dǎo)致H₂O₂分解，所以H₂O₂生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe²⁺，故D正確；
故答案為：ACD；
Ⅱ．（1）準(zhǔn)確配制一定體積一定物質(zhì)的量濃的溶液用容量瓶，故答案為：容量瓶；
（2）方程式中，高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能將雙氧水氧化為氧氣，先確定缺的是O₂，錳元素化合價(jià)降低了5價(jià)，生成1mol氧氣時(shí)，氧元素化合價(jià)升高2價(jià)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，配平化學(xué)方程式高錳酸根前面的系數(shù)為2，雙氧水前面的系數(shù)為5，根據(jù)原子守恒來配平其他物質(zhì)前面的系數(shù)，化學(xué)方程式為：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑，過氧化氫在反應(yīng)中被氧化表現(xiàn)為還原性，
故答案為：2、5、6、2、8、50₂；還原；
（3）由于高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液具有強(qiáng)氧化性，所以只能使用酸式滴定管，滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是：滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內(nèi)不褪色，
故答案為：酸式；滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內(nèi)不褪色；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式可以得到關(guān)系式：2MnO₄^-～5H₂O₂，耗用c mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，即cV×10^-3mol的高錳酸鉀時(shí)，所用雙氧水的物質(zhì)的量：2.5cV×10^-3mol，則原過氧化氫的質(zhì)量為：0.025cVmol×34g/mol=0.85cV，過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.85cV}{10.00ml×ρg/mol}$=$\frac{0.085cV}{ρ}$，
故答案為：$\frac{0.085cV}{ρ}$；
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體積，并沒有滴入錐形瓶，則測定結(jié)果偏高，
故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意總反應(yīng)及催化劑的判斷，題目難度中等．