Question

8．過氧化氫是應用廣泛的“綠色”氧化劑，酸性條件下穩(wěn)定，中性或弱堿性條件下易分解．填空：
（1）過氧化氫的分子結構如圖（Ⅱ），則過氧化氫屬于極性（極性/非極性）分子．過去曾經(jīng)有人認為過氧化氫的分子結構也可能是（Ⅰ），選擇合理實驗方法證明過氧化氫的分子結構為（Ⅱ）d（選填編號）．
a．測定過氧化氫的沸點                    
b．測定過氧化氫分解時的吸收的能量
c．測定過氧化氫中H-O和O-O的鍵長    
d．觀察過氧化氫細流是否在電場中偏轉
Na₂O₂，K₂O₂以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫．實驗室可用稀硫酸和過氧化物在用冰冷卻的條件下反應制取過氧化氫．
（2）上述過氧化物中最適合的是BaO₂，反應完畢后過濾（填操作名稱）即可得到雙氧水．
（3）若反應時沒有用冰冷卻，會有氣體產生，寫出反應的化學方程式2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O．用酸性高錳酸鉀溶液滴定雙氧水的方法可以測定雙氧水的濃度．
（4）取5.00mL 雙氧水樣品，配制成250mL溶液．此實驗過程必須用到的兩種主要儀器為酸式滴定管、250mL容量瓶（填儀器名稱）．
（5）取25.00mL上述溶液，用0.020mol/L的酸性高錳酸鉀溶液滴定，看到溶液呈淺紫紅色且半分鐘內不褪色，到達滴定終點，消耗高錳酸鉀溶液15.50mL．則原雙氧水樣品中含過氧化氫52.7 g/L．

Answer 1

分析 （1）由極性鍵構成的分子，若結構不對稱，正負電荷中心不重疊則為極性分子；極性分子細液流在電場中會發(fā)生偏轉；
（2）根據(jù)題目信息，實驗室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明另一種產物為沉淀；
（3）BaO₂與硫酸反應生成硫酸鋇、氧氣和水；
（4）雙氧水具有強氧化性用酸式滴定管量取，配制250mL溶液需要250mL容量瓶；
（5）酸性高錳酸鉀溶液為紫色，達到滴定終點時溶液呈淺紫紅色且半分鐘內不褪色；根據(jù)反應方程式計算25mL溶液中雙氧水的物質的量，然后求出其質量，再求出1L溶液中的雙氧水的質量．

解答 解：（1）H₂O₂分子中含有氧氫極性共價鍵和氧氧非極性共價鍵，由極性鍵構成的分子，若結構不對稱，正負電荷中心不重疊則為極性分子；極性分子細液流在電場中會發(fā)生偏轉；
a．分子的熔沸點與分子間作用力有關，與分子是否對稱無關，故a錯誤；
b．過氧化氫分解時吸收的能量與氫氧鍵的鍵能有關，與分子是否對稱無關，故b錯誤；
c．圖示兩種結構，過氧化氫分子中的氫氧鍵與氧氧鍵鍵長均相同，無法鑒別，故c錯誤；
d．圖示兩種結構，猜想1為對稱結構的非極性分子，猜想2為非對稱結構的極性分子，極性分子細液流在電場中發(fā)生偏轉，非極性分子細液流在電場中不發(fā)生偏轉，觀察過氧化氫細液流在電場中是否發(fā)生偏轉，可確定猜測中有一種正確，故d正確；
故答案為：極性；d；
（2）實驗室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明另一種產物為沉淀，則生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO₂；反應生成過氧化氫和硫酸鋇沉淀，過濾即可得到純凈的過氧化氫；
故答案為：BaO₂；過濾；
（3）若反應時沒有用冰冷卻，會有氣體產生，則生成的氧氣，即BaO₂與硫酸反應生成硫酸鋇、氧氣和水，其反應的化學方程式為：2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O；
故答案為：2BaO₂+2H₂SO₄=2BaSO₄+O₂↑+2H₂O；
（4）雙氧水具有強氧化性用酸式滴定管量取，配制250mL溶液需要250mL容量瓶，所以取5.00mL 雙氧水樣品，配制成250mL溶液，實驗過程必須用到的兩種主要儀器為酸式滴定管、250 mL容量瓶；
故答案為：酸式滴定管、250 mL容量瓶；
（5）酸性高錳酸鉀溶液為紫色，達到滴定終點時雙氧水完全反應，溶液變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內不褪色；
反應離子方程式是：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，
n（MnO₄^-）=cV=0.020mol/L×0.0155L=3.10×10^-4mol，
n（H₂O₂）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-）=$\frac{5}{2}$×3.10×10^-4mol
則25.00mL上述溶液中雙氧水的質量：m（H₂O₂）=nM=$\frac{5}{2}$×3.10×10^-4mol×34g/mol=2.635×10^-2g，
所以1000mL即1L雙氧水樣品溶液中雙氧水的質量：m（H₂O₂）=2.635×10^-2g×$\frac{1000mL}{5mL}$=52.7g，則則原雙氧水樣品中含過氧化氫52.7g/L，
故答案為：溶液呈淺紫紅色且半分鐘內不褪色；52.7．

點評 本題考查了制備實驗方案設計，考查制備原理、分子結構、氧化還原反應的產物判斷及方程式的書寫、物質含量的計算等，難度中等，需要學生具備運用信息與基礎知識分析問題、解決問題的能力．