Question

過氧化氫是重要的氧化劑、還原劑，它的水溶液又稱為雙氧水，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．
Ⅰ．測定過氧化氫的含量，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）量取10.00mL密度為ρ g/mL的過氧化氫溶液至燒杯，轉移到250mL

 

（填儀器名稱）中，加水衡釋至刻度，搖勻．量取稀釋后的過氧化氫溶液25.00mL至錐形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸餾水稀釋，作被測試樣．
（2）用高錳酸鉀標準溶液滴定被測試樣，其反應的離子方程式如下，請將相關物質的化學計量數(shù)及化學式填寫在橫線里．

 

MnO₄^-+

 

H₂O₂+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

H₂O+

 

 

（3）滴定時，將高錳酸鉀標準溶液注入

 

（填“酸式”或“堿式”）滴定管中．滴定到達終點的現(xiàn)象是

 

．
（4）反復滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO₄標準溶液V mL，則原過氧化氫溶液中過氧化氫的質量分數(shù)為

 

．
Ⅱ．探究過氧化氫的性質
該化學小組根據(jù)所提供的實驗條件設計了兩個實驗，分別證明了過氧化氫的氧化性和不穩(wěn)定性．（實驗條件：試劑只有過氧化氫溶液、氯水、碘化鉀淀粉溶液、飽和硫化氫溶液，實驗儀器及用品可自選．）請將他們的實驗方法和實驗現(xiàn)象填入下表：

實 驗 內 容	實 驗 方 法	實 驗 現(xiàn) 象
驗證氧化性
驗證不穩(wěn)定性

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,氧化還原反應方程式的配平,中和滴定

專題：實驗設計題,元素及其化合物

分析：I．（1）配制一定物質的量濃度溶液用容量瓶配制；
（2）該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價，所以高錳酸根離子作氧化劑，則雙氧水作還原劑，所以雙氧水中O元素化合價由-1價變?yōu)?價，有氧氣生成，根據(jù)轉移電子相等配平方程式；
（3）酸溶液只能用酸式滴定管量取，酸性高錳酸鉀完全被還原時，溶液褪色；
（4）根據(jù)酸性高錳酸鉀和雙氧水之間的關系式計算雙氧水濃度，雙氧水與雙氧水溶液的質量之比即為雙氧水溶液質量分數(shù)；
II．要驗證雙氧水的氧化性，應該加入具有還原性的物質，且有明顯現(xiàn)象；
要驗證雙氧水的不穩(wěn)定性，應該進行加熱，然后用帶火星的木條檢驗其產物，或用其它方法檢驗其產物．

解答： 解：I．（1）配制一定物質的量濃度溶液用容量瓶配制，所以該儀器是容量瓶，故答案為：容量瓶；
（2）該反應中Mn元素化合價由+7價變?yōu)?2價，所以高錳酸根離子作氧化劑，則雙氧水作還原劑，所以雙氧水中O元素化合價由-1價變?yōu)?價，有氧氣生成，其轉移電子總數(shù)為10，所以MnO₄^-的計量數(shù)是2、H₂O₂，的計量數(shù)是5，再結合原子守恒、電荷守恒配平方程式為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑，
故答案為：2；5；6；2；8；5；0₂↑；
（3）酸性高錳酸鉀溶液呈酸性，只能用酸式滴定管量取，該反應中酸性高錳酸鉀溶液易被雙氧水還原而褪色，但二者恰好完全反應時，再滴入一滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色且30s內不褪色，故答案為：酸式；滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且30秒內不褪色；
（4）設雙氧水溶液濃度為xmol/L，
5H₂O₂+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑
5mol     2mol
0.025xmol 0.001cVmol
5mol：2mol=0.025xmol：0.001cVmol
x=

5mol×0.001cVmol

2mol×0.025mol

=0.1cV，
250mL雙氧水溶液中物質的量0.025cVmol，其質量=0.025cVmol×34g/mol=1.7cVg，雙氧水溶液質量=10.00mL×ρ g/mL=10ρg，則雙氧水溶液質量分數(shù)=

1.7cVg

10ρg

×100%=

17cV

ρ

%，
故答案為：

17cV

ρ

%；
II．要驗證雙氧水的氧化性，應該加入具有還原性的物質，且有明顯現(xiàn)象，硫化氫、碘化氫都具有還原性，雙氧水將硫化氫氧化生成硫單質而使溶液變渾濁，將碘化氫氧化生成碘單質，碘遇淀粉試液變藍色，所以溶液變藍色；
要驗證雙氧水的不穩(wěn)定性，應該進行加熱，然后用帶火星的木條檢驗其產物，如果帶火星的木條復燃，說明有氧氣生成，則雙氧水不穩(wěn)定；還可以將氣體通入硫化氫溶液中，如果產生淡黃色沉淀就證明生成氧氣，則說明雙氧水不穩(wěn)定，故答案為：

實驗內容	實驗方法	實驗現(xiàn)象
驗證氧化性	取適量飽和硫化氫溶液于試管中，滴入 過氧化氫溶液．（或取適量碘化鉀淀粉溶液于試管中，加入過氧化氫溶液．）	產生淡黃色沉淀或溶液變渾濁．（或溶液變藍色．）
驗證不穩(wěn)定性	取適量過氧化氫溶液于試管中，加熱， 用帶火星的木條檢驗．（或取適量過氧化氫溶液于試管中，加熱，用導氣管將得到的氣體通入到裝有飽和硫化氫溶液的試管中．）	產生氣泡，木條復燃． （或溶液變渾濁或有淺黃色沉淀產生）

點評：本題考查性質實驗方案設計，根據(jù)物質性質設計實驗進行驗證，明確物質的性質是解本題關鍵，同時考查學生分析問題、實驗設計、思維的縝密性等能力，題目難度中等．