Question

11．硫酸钠-过氧化氢加合物（xNaSO₄•yH₂O₂•zH₂O）具有漂白、杀菌、消毒等作用，某研究小组为在实验室制备硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体并沉淀其组成，设计了如下实验，请你参与并完成相关物体的解答．
（1）晶体制备：将Na₂SO₄溶解在一定浓度、含有特定温稳定剂的双氧水溶液中，然后经浓缩、结晶（填操作名称）、过滤、洗涤、干燥得到硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体；
（2）组成测定：①准确称取3.540g晶体，配制成100mL溶液A；②准确量取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1.165g．③再准确量取25.00mL溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.0040mol•^-1KMnO₄溶液25.00mL．
①若室温下BaSO₄的K_ap=1.1×10^-10，欲使溶液中c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5mol•L^-1，应保持溶液中c（Ba²⁺）≥1.1×10^-5mol•L^-1；
②此时H₂O₂与KMnO₄溶液反应的两种方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=4Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
③实验时，KMnO₄溶液应盛放在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，滴定终点时的实验现象是滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色且保持30秒不褪去；
④通过计算可以得到晶体的化学式为2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O．

Answer 1

分析 （1）晶体制备：将Na₂SO₄溶解在一定浓度、含有特定温稳定剂的双氧水溶液中，然后经浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体；
（2）①根据K_ap=c（SO₄^2-）•c（Ba²⁺）计算；
②酸性条件下，H₂O₂与KMnO₄溶液反应生成锰离子和氧气；
③KMnO₄溶液有强氧化性，可以腐蚀乳胶管，根据高锰酸钾溶液本身的颜色变化判断滴定终点；
④、②中得到的白色沉淀为硫酸钡，其质量为1.165g，所以物质的量为0.005mol，根据硫酸根离子守恒得n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.005mol，100mLA溶液中n（Na₂SO₄）=0.0025mol×4=0.02mol；根据方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，③中n（H₂O₂）=$\frac{0.004000mol/L×0.025L×5}{2}$=0.0025mol，100mLA溶液中n（H₂O₂）=0.0025mol×4=0.01mol，结晶水的物质的量=$\frac{3.540g-0.02mol×142g/mol-0.01mol×34g/mol}{18g/mol}$=0.02mol，同一化学式中，各物质的物质的量之比等于其个数之比，据此计算其化学式．

解答 解：（1）晶体制备：将Na₂SO₄溶解在一定浓度、含有特定温稳定剂的双氧水溶液中，然后经浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸钠-过氧化氢加合物的晶体，
故答案为：结晶；
（2）①根据K_sp=c（SO₄^2-）•c（Ba²⁺）得c（Ba²⁺）=$\frac{Ksp}{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}$，溶液中c（SO₄^2-）≤1.0×10^-5mol•L^-1，所以c（Ba²⁺）≥$\frac{1.1×1{0}^{-10}}{1.0×1{0}^{-5}}$mol•L^-1=1.1×10^-5mol•L^-1，
故答案为：1.1×10^-5；
②酸性条件下，H₂O₂与KMnO₄溶液反应生成锰离子和氧气，反应的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=4Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=4Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
③KMnO₄溶液有强氧化性，可以腐蚀乳胶管，所以要用酸式滴定管，滴定终点时，滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色且保持30秒不褪去，
故答案为：酸式；滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色且保持30秒不褪去；
④、②中得到的白色沉淀为硫酸钡，其质量为1.165g，所以物质的量为0.005mol，根据硫酸根离子守恒得n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.005mol，100mLA溶液中n（Na₂SO₄）=0.0025mol×4=0.02mol；根据方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=4Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，③中n（H₂O₂）=$\frac{0.004000mol/L×0.025L×5}{2}$=0.0025mol，100mLA溶液中n（H₂O₂）=0.0025mol×4=0.01mol，结晶水的物质的量=$\frac{3.540g-0.02mol×142g/mol-0.01mol×34g/mol}{18g/mol}$=0.02mol，同一化学式中，各物质的物质的量之比等于其个数之比，所以硫酸钠、双氧水、水的个数之比=0.01mol：0.005mol：0.01mol=2：1：2，则化学式为2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O，
故答案为：2Na₂SO₄•H₂O₂•2H₂O．

点评 本题考查物质成分的判断，侧重考查分析、计算能力，知道各个步骤中发生的反应，会根据各个物理量之间的关系式计算，题目难度中等．