Question

7．純過氧化氫是淡藍色的粘稠液體，可與水以任意比混合，水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體．實驗室常用過氧化氫制取氧氣，工業上過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑，常用于消毒、殺菌、漂白等．某化學興趣小組的同學繞過氧化氫開展了調查研究與實驗，請你參與其中一起完成下列學校認為：
（1）寫出過氧化氫的電子式；
（2）實驗室中用過氧化氫制取氧氣的化學方程式為2H₂O_{2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$} 2H₂O+O₂↑，當生成標準狀況下2.24LO₂時，轉移電子為0.2mol；
（3）該興趣小組的同學查閱資料后發現H₂O₂為二元弱酸，其酸性比碳酸弱．請寫出H₂O₂在其水溶液中的電離方程式H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；
（4）同學們用0.1000mol•L^-1的酸性高錳酸鉀標準溶液滴定某試樣中過氧化氫的含量，其反應原理為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂．
①在該反應中，H₂O₂被氧化（填“氧化”或“還原”）
②滴定到達終點的現象是錐形瓶內溶液顏色恰好由無色變為淺紫色，且30秒內溶液不褪色；
③用移液管吸取25.00mL試樣置于錐形瓶中，重復滴定四次，每次消耗的KMnO₄標準溶液體積如下表所示：

	第一次	第二次	第三次	第四次
體積（mL）	17.10	18.10	18.00	17.90

則試樣中過氧化氫的濃度為0.1800mol•L^-1；
④若滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，則滴定結果偏高（填“偏低”、“偏高”或“不變”）；
（5）同學們發現向滴加了酚酞的NaOH溶液中加入H₂O₂后，溶液中紅色消失．關于褪色原因：甲同學認為H₂O₂是二元弱酸，消耗了OH^-使紅色消失；乙同學認為H₂O₂具有漂白性使溶液褪色．請設計一個簡單的實驗方案來判斷甲乙兩位同學的說法是否正確：在褪色后的溶液中，加入適量的NaOH溶液，若又出現紅色，則甲同學的觀點正確；若未出現紅色，則乙同學的觀點正確．

Answer 1

分析 （1）過氧化氫是共價化合物，氧原子最外層6個電子氧原子和氫原子形成一個共價鍵，氧原子和氧原子間形成一個共價鍵；
（2）實驗室中用過氧化氫制取氧氣生成水和氧氣，依據化學方程式定量關系計算；
（3）H₂O₂為二元弱酸分步電離；
（4）①酸性高錳酸鉀標準溶液滴定某試樣中過氧化氫的含量，過氧化氫被高錳酸鉀溶液氧化為氧氣，過氧化氫做還原劑；
②滴定前雙氧水溶液顏色是無色，終點時高錳酸鉀稍過量，溶液呈淺紫色；
③第一次滴定體積和其它三次差距過大，應該舍去，求出第二、三、四三次的平均值，根據反應求出過氧化氫的濃度；
④滴定前有氣泡，消耗的高錳酸鉀偏多，測定結果偏高；
（5）如是酸堿中和，可在褪色后再加入堿，觀察溶液是否變紅；

解答 解：（1）過氧化氫是共價化合物，分子中形成的化學鍵是：氧原子和氫原子間形成極性共價鍵，氧原子和氧原子間形成非極性共價鍵，過氧化氫為共價化合物，據此書寫電子式為：，故答案為：；
（2）實驗室中用過氧化氫制取氧氣的化學方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，當生成標準狀況下2.24LO₂時，氧氣物質的量=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，生成1mol氧氣電子轉移2mole^-，生成0.1mol氧氣電子轉移為0.2mol，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，0.2；
（3）H₂O₂為二元弱酸，其酸性比碳酸弱，水溶液中分步電離，電離方程式為：H₂O₂?HO₂^-+H+，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，
故答案為：H₂O₂?HO₂^-+H⁺，HO₂^-?H⁺+O₂^2-；
（4）①酸性高錳酸鉀標準溶液滴定某試樣中過氧化氫的含量，過氧化氫被高錳酸鉀溶液氧化為氧氣，過氧化氫做還原劑，故答案為：氧化；
②滴定到達終點的現象是，錐形瓶內溶液顏色恰好由無色變為淺紫色，且30秒內溶液不褪色，
故答案為：錐形瓶內溶液顏色恰好由無色變為淺紫色，且30秒內溶液不褪色；
③由于第一次數據誤差過大，故舍去；其它三組的平均值為 18.00ml，根據反應2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+8H₂O+5O₂，n（H₂O₂）=2.5×n（MnO₄^-）=2.5×0.1000mol•L^-1×0.018L，c（H₂O₂）=$\frac{2.5×0.1×0.018}{0.025}$=0.1800 mol/L，故答案為：0.1800；
④滴定前尖嘴中有氣泡，導致消耗的標準液偏大，測定結果偏高，故答案為：偏高；
（5）如是酸堿中和，可在褪色后再加入堿，觀察溶液是否變紅，若變紅，則甲同學的觀點正確；若未出現紅色，則乙同學的觀點正確，
故答案為：在褪色后的溶液中，加入適量的NaOH溶液，若又出現紅色，則甲同學的觀點正確；若未出現紅色，則乙同學的觀點正確．

點評 本題考查了不同方式比較反應速度的快慢以及過氧化氫的性質等，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意根據物質的性質設計實驗方案，難度中等．