Question

20．過氧乙酸（CH₃COOOH）是廣為使用的消毒劑．可由H₂O₂和冰醋酸反應制取，所以在過氧乙酸中常含有殘留的H₂O₂．測定產品中過氧乙酸濃度c₀．涉及下列反應：
①□MnO₄^-+□H₂O₂+□H⁺═□Mn²⁺+□O₂↑十□H₂O
②H₂O₂+2I^-+2H⁺═I₂+2H₂O
③CH₃COOOH+2^-+2H⁺═CH₃COOH+I₂+H₂O
④I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S ₄O₆^2-
請回答以下問題：
（l）配平反應①的離子方程式并用雙線橋法標出電子轉移的方向和數目：
2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O
（2）用Na₂S₂O₃標準溶液滴定I₂時（反應④）選用的指示劑是淀粉溶液．
（3）取b₀L待測液，用硫酸使溶液酸化，再用濃度為a₁mol•L^-1的KMnO₄標準溶液滴定其中的H₂O₂，耗用的KMnO₄體積為b₁L（反應①，滴定過程中KMnO₄不與過氧乙酸反應）．另取b₀L待測液，加入過量的KI，并用硫酸使溶液酸化，此時過氧乙酸和殘留的H₂O₂都能跟 KI反應生成 I₂（反應②和③）．再用濃度為a ₂mol•^-1的Na₂S₂O₃標準溶液滴定生成的I₂，耗用Na₂S₂O₃溶液體積為b₂L．請根據上述實驗數據計算過氧乙酸的濃度（用含
a₁、a ₂、b₀、b₁、b₂的代數式表示）．c₀=$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}_{1}}{2_{0}}$mol•^-1．
（4）為計算待測液中過氧乙酸的濃度c₀，加入的KI的質量已過量但沒有準確稱量，是否影響測定結果否（選填“是”或“否”）．

Answer 1

分析 （1）判斷反應中各元素化合價變化，依據得失電子守恒配平方程式；
（2）碘單質遇淀粉溶液變藍，可以用來檢驗碘單質的生成或存在；
（3）根據高錳酸鉀和雙氧水之間的關系計算雙氧水的物質的量濃度，根據硫代硫酸鈉計算碘的物質的量，根據雙氧水和碘之間的關系式計算雙氧水氧化生成的碘的物質的量，則剩余碘就是過氧乙酸氧化碘離子生成的碘，根據碘和過氧乙酸之間的關系式計算過氧乙酸濃度；
（4）過氧乙酸的量和碘單質的量有關，為保證所有的過氧乙酸全反應，必須讓碘化鉀過量，根據得到單質碘的量來確定過氧乙酸的量．

解答 解：（l）在化學反應中，錳元素化合價從+7價降為+2價，共降低5價，雙氧水中的氧元素化合價從-1價升高到0價，共升高了2價，化合價升高值和降低值相等，所以高錳酸根之前是2，雙氧水之前是5，根據原子守恒和電荷守恒來確定其他的系數：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂+8H₂O；用雙線橋表示：
；
故答案為：2；5；6；2；5；8；       ；

（2）碘單質遇淀粉溶液變藍；用Na₂S₂O₃標準溶液滴定I₂時選用的指示劑為淀粉，隨著Na₂S₂O₃標準溶液的滴入，藍色褪去；
故答案為：淀粉溶液；
（3）根據I₂+2S₂O₃^2-═S₄O₆^2-+2I^-知，過氧乙酸和殘留的H₂O₂跟 KI反應生成n（I₂）=$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$mol，
根據反應2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺═2Mn²⁺+5O₂+8H₂O，結合高錳酸鉀的物質的量可以計算雙氧水的物質的量


$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$mol，

根據反應H₂O₂+2I^-+2H⁺═I₂+2H₂O可以知道雙氧水氧化碘離子生成碘單質的物質的量為
$\frac{5{a}_{1}_{1}×1{0}^{-}{\;}^{3}}{2}$mol，
所以過氧乙酸氧化碘離子生成碘單質的物質的量為：（$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$-$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$）mol，
根據反應CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═CH₃COOH+I₂+H₂O知過氧乙酸的物質的量為：：（$\frac{{a}_{2}_{2}×10{\;}^{-3}}{2}$-$\frac{5a{\;}_{1}_{1}×10{\;}^{-3}}{2}$）mol其濃度為：$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}b{\;}_{1}}{2b{\;}_{0}}$，
故答案為：$\frac{{a}_{2}_{2}-5{a}_{1}b{\;}_{1}}{2b{\;}_{0}}$；
（4）根據（3）的計算可以表明計算待測液中過氧乙酸的濃度c₀與加入的KI的質量多少無關，
故答案為：否．

點評 本題考查了氧化還原方程式的書寫及有關計算，明確氧化還原反應規(guī)律是解題關鍵，題目難度較大．