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）
當滴入最后一滴KMnO₄溶液時，待測液顏色由無色變為淺紫色，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，所以滴定終點現象為當滴入最后一滴KMnO₄溶液時，待測液顏色由無色變為淺紫色，且半分鐘不褪色。
（4）根據物質的組成可知，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，則高錳酸鉀的物質的量＝0.2L×0.0400mol/L＝0.00800ml。所以根據反應的方程式可知，消耗雙氧水的物質的量＝（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，物質的量＝0.932g÷233g/mol＝0.004mol。所以250.00ml溶液A生成白色沉淀的物質的量是0.04mol，即硫酸鈉的物質的量是0.04mol。因此6.945g樣品中氯化鈉的物質的量＝＝0.01mol，則x:y:z＝0.04:0.02:0.01=4:2:1，因此化學式為4Na₂SO₄?2H₂O₂?NaCl。