Question

5．硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物（xNa₂SO₄．y H₂O₂．zNaCl）又稱固體雙氧水，是一種新型精細(xì)化工產(chǎn)品，具有漂白、殺菌、消毒等作用．為探究該加合物的組成，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
第一步：準(zhǔn)確稱取6.945g樣品，配制成250.00mL無色溶液A
第二步：準(zhǔn)確量取25.00mL溶液A于錐形瓶中，加適量稀硫酸酸化后，用0.0400mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗溶液KMnO₄20.00mL
第三步：另取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0.932g．
（1）欲配制溶液A，所需儀器除藥匙、分析天平、玻璃棒、膠頭滴管外，還有燒杯、250mL容量瓶．
（2）配平下列離子方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
（3）滴定前，KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛裝于中酸式滴定管（填儀器名稱），滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，待測液顏色由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘不褪色．
（4）第三步能否通過加入AgNO₃溶液的方法來測定？不能；理由是加入AgNO₃溶液使Cl^-完全沉淀的同時(shí)，要生成Ag₂SO₄微溶物，會(huì)使最終測定結(jié)果中z值偏高．
（5）滴定前，滴定管用蒸餾水洗凈后，未用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，則y值偏高（填“偏高”“偏低”“無影響”）．
（6）通過計(jì)算定樣品的組成為4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液步驟選用儀器；
（2）高錳酸鉀加壓強(qiáng)氧化性，在反應(yīng)中Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)，得到5個(gè)電子．雙氧水中氧元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，失去1個(gè)電子；根據(jù)電子的得失守恒可知氧化劑高錳酸鉀與還原劑雙氧水的物質(zhì)的量之比是2：5，反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，因此反應(yīng)物還有氫離子參加，據(jù)此配平該反應(yīng)；
（3）根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性和酸性選用滴定管類型；由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，待測液顏色由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘不褪色；
（4）根據(jù)物質(zhì)的組成可知，加入AgNO₃溶液使Cl^-完全沉淀的同時(shí)，會(huì)生成Ag₂SO₄微溶物，從而使最終測定結(jié)果中z值偏高，所以不能用硝酸銀溶液代替；
（5）滴定前，滴定管用蒸餾水洗凈后，未用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，則導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的濃度減小，因此再滴定雙氧水時(shí)，消耗高錳酸鉀溶液的體積增加，從而導(dǎo)致y值偏高；
（6）根據(jù)題意，確定出Na₂SO₄、H₂O₂、NaCl的物質(zhì)的量之比即可確定硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物（xNaSO₄．y H₂O₂．zNaCl）的組成．

解答 解：（1）欲配制250.00ml無色溶液A，所需要的儀器除藥匙、分析天平、玻璃棒、膠頭滴管外，還應(yīng)有溶解時(shí)需要的燒杯以及250ml容量瓶，
故答案為：燒杯、250 mL容量瓶；
（2）高錳酸鉀加壓強(qiáng)氧化性，在反應(yīng)中Mn元素的化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià)，得到5個(gè)電子．雙氧水中氧元素的化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，失去1個(gè)電子．根據(jù)電子的得失守恒可知氧化劑高錳酸鉀與還原劑雙氧水的物質(zhì)的量之比是2：5．反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，因此反應(yīng)物還有氫離子參加．又因?yàn)樵�子是守恒的，所以還應(yīng)該有水生成，因此配平后的離子方程式為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
故答案為：2；5；6H⁺；2；5；8H₂O；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性和酸性，因此滴定前，KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)盛裝于中酸式滴定管中；
由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，待測液顏色由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘不褪色，
故答案為：酸式滴定管；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，待測液顏色由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘不褪色；
（4）根據(jù)物質(zhì)的組成可知，加入AgNO₃溶液使Cl^-完全沉淀的同時(shí)，會(huì)生成Ag₂SO₄微溶物，從而使最終測定結(jié)果中z值偏高，所以不能用硝酸銀溶液代替，
故答案為：不能；加入AgNO₃溶液使Cl^-完全沉淀的同時(shí)，要生成Ag₂SO₄微溶物，會(huì)使最終測定結(jié)果中z值偏高；
（5）滴定前，滴定管用蒸餾水洗凈后，未用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，則導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的濃度減小，因此再滴定雙氧水時(shí)，消耗高錳酸鉀溶液的體積增加，從而導(dǎo)致y值偏高；
故答案為：偏高；
（6）25.00ml溶液A消耗高錳酸鉀溶液的體積是20.00ml，則250ml溶液A消耗高錳酸鉀溶液的體積是200.00ml，則高錳酸鉀的物質(zhì)的量=0.2L×0.0400mol/L=0.00800ml．所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，消耗雙氧水的物質(zhì)的量=（0.00800mol÷2）×5=0.0200mol．25.00ml溶液A得到白色沉淀0.932g，該固體是硫酸鋇，物質(zhì)的量=0.932g÷233g/mol=0.004mol．所以250.00ml溶液A生成白色沉淀的物質(zhì)的量是0.04mol，即硫酸鈉的物質(zhì)的量是0.04mol．因此6.945g樣品中氯化鈉的物質(zhì)的量=$\frac{6.945g-0.04mol×142g/mol-0.02mol×34g/mol}{58.5g/mol}$=0.01mol，則x：y：z=0.04：0.02：0.01=4：2：1，
所以其化學(xué)式為4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl，
故答案為：4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及配制一定濃度的溶液方法、氧化還原反應(yīng)的配平、復(fù)雜化學(xué)式的確定、中和滴定、實(shí)驗(yàn)方案的評價(jià)等知識，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>