Question

硫酸钠－过氧化氢加合物(xNa₂SO₄·yH₂O₂·zH₂O)的组成可通过下列实验测定：①准确称取1.7700 g样品，配制成100.00 mL溶液A。②准确量25.00mL              溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825 g。③准确量取25.00 mL溶液A，加适量稀硫酸酸化后，用0.020 0mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液25.00 mL。H₂O₂与KMnO₄反应的离子方程式如下：2MnO₄^-＋5H₂O₂＋6H^＋===2Mn^2＋＋8H₂O＋5O₂↑。

（1）已知室温下BaSO₄的Ksp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2-)≤1.0×10^－6mol·L^－1，应保持溶液中c(Ba^2＋)≥_______mol·L^－1。

（2）上述滴定若不加稀硫酸酸化，MnO₄^-被还原为MnO₂，其离子方程式为             。

（3）通过上述实验事实，该样品的组成为(写化学式)             。

（4）上述实验③KMnO₄溶液滴定至终点的现象是)_____________，怎样判断滴定达到了终点        。

Answer

（1）1.1×10-4mol·L－1 （2） 2MnO4-+3H2O2==2MnO2+3O2 ↑ +2 OH- +2H2O

（3）2NaSO4.H2O2.2H2O （4）溶液由无色变紫红色；当最后一滴KMnO4溶液滴下时，溶液突然由无色变紫红色，且30秒内不褪色

【解析】

试题分析：（1）沉淀溶解平衡常数Ksp=c（SO42-）•c（Ba2+ ），当c（SO42-）≤1.0×10-5 mol•L-1，则溶液中c（Ba2+ ）≥1.1×10−10÷1×10−6=1.1×10-4mol/L；

（2）不加稀硫酸酸化，MnO4-被还原为MnO2，Mn元素共降低3价，双氧水被氧化生成氧气，氧元素共升高2价，化合价最小公倍数为6，故MnO4-的系数为2、MnO2的系数为2，H2O2的系数为3、O2系数为3，根据电荷守恒可知有OH-生成，其系数为2，由原子守恒可知，有水生成，其系数为2，反应离子方程式为：2MnO4-+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O；

（3）n（Na2SO4）=n（BaSO4）=0.5825g÷233g/mol＝2.50×10-3mol，根据2MnO4-+5H2O2+6H+＝2Mn2++8H2O+5O2↑可知，

n（H2O2）=×0.02000mol•L-1×0.025L/=1.25×10-3mol

m（Na2SO4）=142g•mol-1×2.50×10-3mol=0.355g

m（H2O2）=34g•mol-1×1.25×10-3mol=0.0425g

n（H2O）=（1.7700g×-0.355g-0.0425g）÷18g•mol-1=2.50×10-3mol

x：y：z=n（Na2SO4）：n（H2O2）：n（H2O）=2：1：2

硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4•H2O2•2H2O；

（4）由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，因此终点时的实验现象是：溶液由无色变紫红色；当最后一滴KMnO4溶液滴下时，溶液突然由无色变紫红色，且30秒内不褪色，数目反应达到终点。

考点：考查物质组成分析与化学综合计算题，涉及氧化还原反应滴定、溶度积的计算、离子方程式书写等