Question

硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物（xNaSO₄·yH₂O₂·zNaCl）又稱固體雙氧水，是一種新型精細化工產(chǎn)品，具有漂白、殺菌、消毒等作用。為探究該加合物的組成，某化學興趣小組設計并進行了如下實驗：
第一步：準確稱取6.945g樣品，配制成250.00ml無色溶液A
第二步：準確量取25.00ml溶液A于錐形瓶中，加適量稀硫酸酸化后，用0.0400mol/LKMnO₄標準溶液滴定至終點，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.
請回答下列問題：
（1）欲配制無色溶液A，所需要的儀器除藥匙、分析天平、玻璃棒、膠頭滴管外，還應有         。
（2）配平下列離子方程式______MnO₄^－＋_____H₂O₂＋_________＝______Mn^2＋＋_____O₂↑＋______。
（3）滴定前，KMnO₄標準溶液應盛裝于中         （填儀器名稱），滴定終點現(xiàn)象為         。
（4）第三步能否通過加入AgNO₃溶液的方法來測定？為什么
（5）滴定前，滴定管用蒸餾水洗凈后，未用KMnO₄標準溶液潤洗，則Y值______________（填“偏
高 偏低 無影響”）
（6）通過計算確定樣品的組成為                                     。

Answer 1

（1）燒杯、250 mL容量瓶（2分）  （2）2，5，6H⁺，2，5，8H₂O（2分）
（3）酸式滴定管（1分）
當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，待測液顏色由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘不褪色（2分）
（4）不能（1分） 加入AgNO₃溶液使Cl^－完全沉淀的同時，要生成Ag₂SO₄微溶物，會使最終測定結(jié)果中z值偏高（2分）    （5）偏高（2分）   （6）4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl（4分）

試題分析：（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，還應有溶解時需要的燒杯以及250ml容量瓶。
（2）高錳酸鉀加壓強氧化性，在反應中Mn元素的化合價從＋7價降低到＋2價，得到5個電子。雙氧水中氧元素的化合價從－1價升高到0價，失去1個電子。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。反應在酸性條件下進行，因此反應物還有氫離子參加。又因為原子是守恒的，所以還應該有水生成，因此配平后的離子方程式為2MnO₄^－＋5H₂O₂＋6H⁺＝2Mn^2＋＋5O₂↑＋8H₂O.。
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性和酸性，因此滴定前，KMnO₄標準溶液應盛裝于中酸式滴定管中。由于酸性高錳酸鉀溶液顯紫紅色，所以滴定終點現(xiàn)象為當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，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，會生成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標準溶液潤洗，則導致酸性高錳酸鉀溶液的濃度減小，因此再滴定雙氧水時，消耗高錳酸鉀溶液的體積增加，從而導致Y值偏高。
（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＝＝0.01mol，則x:y:z＝0.04:0.02:0.01=4:2:1，因此化學式為4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl。