Question

16．過氧乙酸（CH₃COOOH）用作紡織品漂白劑，可通過下列方法制備：
向燒瓶中依次加入乙酸、42.5%過氧化氫溶液、濃硫酸．控制反應溫度為25℃，攪拌4小時，靜置15小時，得過氧乙酸溶液．
（1）制備20g38%過氧乙酸溶液至少需要42.5%過氧化氫溶液質(zhì)量為：8g．
（2）過氧乙酸含量測定．準確稱取0.5000g過氧乙酸樣液，定容于100mL容量瓶中．取5.00mL上述溶液與100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出現(xiàn)淺紅色（以除去過氧乙酸試樣中剩余H₂O₂），隨即加入過量KI溶液，搖勻，用0.01000mol•L^-1Na₂S₂O₃標準液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液25.00mL．
已知：CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是（用離子方程式表示）：2I^-+H₂O₂+H⁺=I₂+2H₂O．
②計算過氧乙酸樣液中過氧乙酸的質(zhì)量分數(shù)（請給出計算過程）．
③用該法測定過氧乙酸含量比實際含量偏高的原因是（不考慮實驗操作產(chǎn)生的誤差）過量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-會被空氣中氧氣氧化為I₂．

Answer 1

分析 （1）醋酸與雙氧水反應生成過氧乙酸和水，H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{濃硫酸}{→}$（過氧乙酸）+H₂O，結合化學方程式定量關系計算過氧化氫的質(zhì)量；
（2）①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是過氧化氫也會氧化碘離子，會干擾測定結果；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
計算得到過氧乙酸樣液中過氧乙酸的質(zhì)量分數(shù)；
③實驗過程中高錳酸鉀溶液、空氣中氧氣都會氧化碘離子造成測定的含量偏高；

解答 解：（1）制備20g38%過氧乙酸溶液至少需要42.5%過氧化氫溶液質(zhì)量為x，
H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{濃硫酸}{→}$CH₃COOOH+H₂O
34                   76
x×42.5%           20g×38%
x=8g，
故答案為：8g；
（2）①加入過量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是過氧化氫也會氧化碘離子，會干擾測定結果，反應的離子方程式為：2I^-+H₂O₂+H⁺=I₂+2H₂O，
故答案為：2I^-+H₂O₂+H⁺=I₂+2H₂O；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0l5000g}×\frac{100ml}{5.0ml}$×100%=38.0%，
答：n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0l5000g}×\frac{100ml}{5.0ml}$×100%=38.0%；
③取5.00mL上述溶液與100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出現(xiàn)淺紅色（以除去過氧乙酸試樣中剩余H₂O₂），過量的高錳酸鉀溶液會氧化碘離子生成碘單質(zhì)導致過氧乙酸含量偏高，或空氣中氧氣也可以氧化碘離子為碘單質(zhì)，也可以導致測定結果偏高，
故答案為：過量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-會被空氣中氧氣氧化為I₂；

點評 本題考查了化學方程式的定量計算、氧化還原反應過程分析、滴定實驗和定量計算的分析判斷，主要是原理理解應用和定量計算關系，題目難度中等．