Question

2．過氧化氫是重要的氧化劑，也可作還原劑，它的水溶液稱為雙氧水，常用作消毒、殺菌、漂白等．
 某化學興趣小組取一定量的過氧化氫溶液，準確測定了過氧化氫的含量，并探究了過氧化氫的性質(zhì)．
Ⅰ．測定市售過氧化氫溶液中H₂O₂的質(zhì)量分數(shù)
（1）量取10.00mL密度為ρg/mL市售過氧化氫溶液，應(yīng)選用滴定管是酸式滴定管（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”）；
（2）將上述溶液配制成250.00mL，配制過程中需用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管（填名稱）；
（3）取25.00mL（2）中溶液于錐形瓶中，用稀H₂SO₄酸化，并加適量蒸餾水稀釋，用高錳酸鉀標準液滴定．
①完成反應(yīng)的離子方程式：
2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺→2Mn²⁺+8 H₂O+5O₂↑；
②重復滴定三次，平均消耗Cmol/L KMnO₄標準液VmL，則原過氧化氫溶液中H₂O₂質(zhì)量分數(shù)為$\frac{17CV}{2ρ}%$；
（4）下列操作會導致測定結(jié)果偏高的是ABC；
A．滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失
B．將H₂O₂溶液配制成250.00mL溶液時，定容俯視刻度線
C．判斷終點時，滴入一滴KMnO₄溶液，溶液呈紅色，向紅色溶液再滴一滴H₂O₂溶液仍呈紅色
Ⅱ．探究H₂O₂性質(zhì)
（1）上述測定原理，H₂O₂體現(xiàn)還原性；
（2）若要驗證H₂O₂不穩(wěn)定性，操作是取適量過氧化氫溶液于試管中加熱，用帶火星木條于試管口，木條復燃．

Answer 1

分析 I．（1）過氧化氫能電離出氫離子而使其溶液呈弱酸性，酸式滴定管盛放酸性溶液，堿式滴定管盛放堿性溶液；（2）配制一定物質(zhì)的量濃度溶液需要容量瓶、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒；
（3）①該反應(yīng)中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價、O元素化合價由-1價變?yōu)?價，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10；
②根據(jù)高錳酸鉀和雙氧水之間的關(guān)系式計算雙氧水的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式計算其質(zhì)量分數(shù)；
（4）A．滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，導致高錳酸鉀溶液體積偏大，高錳酸鉀溶液濃度不變，則高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏大；
B．將H₂O₂溶液配制成250.00mL溶液時，定容俯視刻度線，導致溶液體積偏小，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算溶液濃度；
C．判斷終點時，滴入一滴KMnO₄溶液，溶液呈紅色，向紅色溶液再滴一滴H₂O₂溶液仍呈紅色，說明加入的高錳酸鉀的體積偏大，高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏大；
II．（1）該反應(yīng)中雙氧水中O元素化合價的化合價由-1價變?yōu)?價，則雙氧水作還原劑；
（2）雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解生成氧氣．

解答 解：I．（1）酸式滴定管盛放酸性溶液，堿式滴定管盛放堿性溶液，過氧化氫能電離出氫離子而使其溶液呈弱酸性，所以量取雙氧水的滴定管應(yīng)該用酸式滴定管，故答案為：酸式滴定管；
（2）配制一定物質(zhì)的量濃度雙氧水溶液還需要250mL容量瓶、膠頭滴管定容，故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
（3）①該反應(yīng)中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價，高錳酸根離子作氧化劑，則雙氧水作還原劑，O元素化合價由-1價變?yōu)?價，所以有氧氣生成，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子及原子守恒配平方程式為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
故答案為：2；5；6；2；8；5O₂↑；
②設(shè)參加反應(yīng)的雙氧水的質(zhì)量為x，
2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
2mol  170g
10^-3CVmol x
2mol：170g=10^-3CVmol：x
x=$\frac{170g×1{0}^{-3}CVmol}{2mol}$=0.085CVg，
其質(zhì)量分數(shù)=$\frac{0.085CVg}{10ρg}×100%$=$\frac{17CV}{2ρ}%$，
故答案為：$\frac{17CV}{2ρ}%$；
（4）A．滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，導致高錳酸鉀溶液體積偏大，高錳酸鉀溶液濃度不變，則高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏大，導致測定雙氧水的值偏高；
B．將H₂O₂溶液配制成250.00mL溶液時，定容俯視刻度線，導致溶液體積偏小，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$知，導致物質(zhì)的量濃度偏高；
C．判斷終點時，滴入一滴KMnO₄溶液，溶液呈紅色，向紅色溶液再滴一滴H₂O₂溶液仍呈紅色，說明加入的高錳酸鉀的體積偏大，高錳酸鉀的物質(zhì)的量偏大，導致測定雙氧水的值偏高，
故選ABC；
II．（1）該反應(yīng)中雙氧水中O元素化合價的化合價由-1價變?yōu)?價，則雙氧水作還原劑，還原劑體現(xiàn)還原性，故答案為：還原；
（2）雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解生成氧氣，其操作是：取適量過氧化氫溶液于試管中加熱，用帶火星木條于試管口，木條復燃，
故答案為：取適量過氧化氫溶液于試管中加熱，用帶火星木條于試管口，木條復燃．

點評 本題考查探究物質(zhì)的含量測定及性質(zhì)實驗方案設(shè)計，側(cè)重考查學生實驗操作、知識運用能力，涉及方程式的配平、滴定實驗、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)檢驗、儀器使用等知識點，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，難點是誤差分析，題目難度中等．