Question

20．過氧乙酸（CH₃COOOH）是廣為使用的消毒劑．可由H₂O₂和冰醋酸反應(yīng)制取，所以在過氧乙酸中常含有殘留的H₂O₂．測定產(chǎn)品中過氧乙酸濃度c₀．涉及下列反應(yīng)：
①□MnO₄^-+□H₂O₂+□H⁺═□Mn²⁺+□O₂↑十□H₂O
②H₂O₂+2I^-+2H⁺═I₂+2H₂O
③CH₃COOOH+2^-+2H⁺═CH₃COOH+I₂+H₂O
④I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S ₄O₆^2-
請回答以下問題：
（l）配平反應(yīng)①的離子方程式并用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
（2）用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I₂時(shí)（反應(yīng)④）選用的指示劑是淀粉溶液．
（3）取b₀L待測液，用硫酸使溶液酸化，再用濃度為a₁mol•L^-1的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的H₂O₂，耗用的KMnO₄體積為b₁L（反應(yīng)①，滴定過程中KMnO₄不與過氧乙酸反應(yīng)）．另取b₀L待測液，加入過量的KI，并用硫酸使溶液酸化，此時(shí)過氧乙酸和殘留的H₂O₂都能跟 KI反應(yīng)生成 I₂（反應(yīng)②和③）．再用濃度為a ₂mol•^-1的Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I₂，耗用Na₂S₂O₃溶液體積為b₂L．請根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算過氧乙酸的濃度（用含
a₁、a ₂、b₀、b₁、b₂的代數(shù)式表示）．c₀=$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}_{1}}{2_{0}}$mol•^-1．
（4）為計(jì)算待測液中過氧乙酸的濃度c₀，加入的KI的質(zhì)量已過量但沒有準(zhǔn)確稱量，是否影響測定結(jié)果否（選填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）判斷反應(yīng)中各元素化合價(jià)變化，依據(jù)得失電子守恒配平方程式；
（2）碘單質(zhì)遇淀粉溶液變藍(lán)，可以用來檢驗(yàn)碘單質(zhì)的生成或存在；
（3）根據(jù)高錳酸鉀和雙氧水之間的關(guān)系計(jì)算雙氧水的物質(zhì)的量濃度，根據(jù)硫代硫酸鈉計(jì)算碘的物質(zhì)的量，根據(jù)雙氧水和碘之間的關(guān)系式計(jì)算雙氧水氧化生成的碘的物質(zhì)的量，則剩余碘就是過氧乙酸氧化碘離子生成的碘，根據(jù)碘和過氧乙酸之間的關(guān)系式計(jì)算過氧乙酸濃度；
（4）過氧乙酸的量和碘單質(zhì)的量有關(guān)，為保證所有的過氧乙酸全反應(yīng)，必須讓碘化鉀過量，根據(jù)得到單質(zhì)碘的量來確定過氧乙酸的量．

解答 解：（l）在化學(xué)反應(yīng)中，錳元素化合價(jià)從+7價(jià)降為+2價(jià)，共降低5價(jià)，雙氧水中的氧元素化合價(jià)從-1價(jià)升高到0價(jià)，共升高了2價(jià)，化合價(jià)升高值和降低值相等，所以高錳酸根之前是2，雙氧水之前是5，根據(jù)原子守恒和電荷守恒來確定其他的系數(shù)：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂+8H₂O；用雙線橋表示：
；
故答案為：2；5；6；2；5；8；       ；

（2）碘單質(zhì)遇淀粉溶液變藍(lán)；用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I₂時(shí)選用的指示劑為淀粉，隨著Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴入，藍(lán)色褪去；
故答案為：淀粉溶液；
（3）根據(jù)I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-知，過氧乙酸和殘留的H₂O₂跟 KI反應(yīng)生成n（I₂）=$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$mol，
根據(jù)反應(yīng)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂+8H₂O，結(jié)合高錳酸鉀的物質(zhì)的量可以計(jì)算雙氧水的物質(zhì)的量


$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$mol，

根據(jù)反應(yīng)H₂O₂+2I^-+2H⁺═I₂+2H₂O可以知道雙氧水氧化碘離子生成碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為
$\frac{5{a}_{1}_{1}×1{0}^{-}{\;}^{3}}{2}$mol，
所以過氧乙酸氧化碘離子生成碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為：（$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$-$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$）mol，
根據(jù)反應(yīng)CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═CH₃COOH+I₂+H₂O知過氧乙酸的物質(zhì)的量為：：（$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$-$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$）mol其濃度為：$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}b{\;}_{1}}{2b{\;}_{0}}$，
故答案為：$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}b{\;}_{1}}{2b{\;}_{0}}$；
（4）根據(jù)（3）的計(jì)算可以表明計(jì)算待測液中過氧乙酸的濃度c₀與加入的KI的質(zhì)量多少無關(guān)，
故答案為：否．

點(diǎn)評 本題考查了氧化還原方程式的書寫及有關(guān)計(jì)算，明確氧化還原反應(yīng)規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度較大．