Question

14．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反應的離子方程式如下：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑
（1）進行滴定操作時，盛放KMnO₄溶液儀器的名稱是酸式滴定管．
（2）步驟②中使用鹽酸酸化的原因是排除其他離子干擾．
（3）上述滴定若不加稀硫酸，則MnO₄^-被還原為MnO₂，該反應的離子方程式為2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O．
（4）通過計算確定硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學式（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀溶液具有氧化性能腐蝕橡膠管；
（2）排除其他離子的干擾，得到硫酸鋇沉淀；
（3）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；
（4）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{0.5825g}{233g/mol}$=2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$×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×$\frac{250}{25}$-0.355g-0.0425g）÷18g•mol^-1=2.50×10^-3mol，
x：y：z=n（Na₂SO₄）：n（H₂O₂）：n（H₂O）=2：1：2，
據(jù)此寫出硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學式．

解答 解：（1）高錳酸鉀溶液具有氧化性能腐蝕橡膠管，進行滴定操作時，盛放KMnO₄溶液儀器的名稱是酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；   
（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為硫酸鋇沉淀，元素的作用是排除其他離子干擾，
故答案為：排除其他離子干擾；
（3）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，反應離子方程式為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+3H₂O₂=2MnO₂↓+3O₂↑+2OH^-+2H₂O；
（4）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{0.5825g}{233g/mol}$=2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$×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×$\frac{250}{25}$-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，
答：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{0.5825g}{233g/mol}$=2.50×10^-3mol，
根據(jù)2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑可知，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$×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×$\frac{250}{25}$-0.355g-0.0425g）÷18g•mol^-1=2.50×10^-3mol，
x：y：z=n（Na₂SO₄）：n（H₂O₂）：n（H₂O）=2：1：2，
答：硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學式為2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O．

點評 本題屬于物質組成分析與化學綜合計算題，涉及氧化還原反應滴定、離子方程式書寫等，題目難度中等，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、質量守恒、電荷守恒、極端分析等化學常用分析方法．