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(yīng)的離子方程式如下：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
（1）已知室溫下BaSO₄的K_sp=1.1×10^-10，欲使溶液中c（SO₄^2-）≤1.0×10^-6 mol?L^-1，應(yīng)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）上述滴定到達終點的現(xiàn)象為

 

（4）通過計算確定樣品的組成（寫出計算過程）．

Answer 1

考點：中和滴定,探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：計算題

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）在酸性環(huán)境下，高錳酸根離子可以將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，根據(jù)實驗③KMnO₄溶液滴定達終點現(xiàn)象解答，當溶液由無色變成紫紅色，并在半分鐘后不褪去可判斷滴定達到終點；
（4）生成的白色固體0.5825g為硫酸鋇，根據(jù)n=

m

M

計算硫酸鋇的物質(zhì)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(zhì)量，繼而計算結(jié)晶水的質(zhì)量，根據(jù)各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比確定x：y：z，據(jù)此書寫化學式．

解答： 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⁺ ）≥

1.1×10-10

1×10-6

=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(yīng)離子方程式為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（3）當高錳酸鉀稍過量時，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，當最后一滴KMnO₄溶液滴下時，溶液突然由無色變紫紅色，且30秒內(nèi)不褪色，說明滴定達到了終點，
故答案為：溶液由無色變紫紅色；
（4）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=

0.5825g

233g/mol

=2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=

5

2

×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×

25mL

100mL

-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
故答案為：2Na₂SO₄?H₂O₂?2H₂O．

點評：本題屬于物質(zhì)組成分析與化學綜合計算題，涉及氧化還原反應(yīng)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(zhì)量守恒、電荷守恒、極端分析等化學常用分析方法．