Question

过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等．某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质．
Ⅰ．测定过氧化氢的含量，请填写下列空白：
（1）量取10.00mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至烧杯，转移到250mL

 

（填仪器名称）中，加水衡释至刻度，摇匀．量取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样．
（2）用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在横线里．

 

MnO₄^-+

 

H₂O₂+

 

H⁺=

 

Mn²⁺+

 

H₂O+

 

 

（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入

 

（填“酸式”或“碱式”）滴定管中．滴定到达终点的现象是

 

．
（4）反复滴定三次，平均耗用c mol/L KMnO₄标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为

 

．
Ⅱ．探究过氧化氢的性质
该化学小组根据所提供的实验条件设计了两个实验，分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性．（实验条件：试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液，实验仪器及用品可自选．）请将他们的实验方法和实验现象填入下表：

实 验 内 容	实 验 方 法	实 验 现 象
验证氧化性
验证不稳定性

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,氧化还原反应方程式的配平,中和滴定

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：I．（1）配制一定物质的量浓度溶液用容量瓶配制；
（2）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价，所以高锰酸根离子作氧化剂，则双氧水作还原剂，所以双氧水中O元素化合价由-1价变为0价，有氧气生成，根据转移电子相等配平方程式；
（3）酸溶液只能用酸式滴定管量取，酸性高锰酸钾完全被还原时，溶液褪色；
（4）根据酸性高锰酸钾和双氧水之间的关系式计算双氧水浓度，双氧水与双氧水溶液的质量之比即为双氧水溶液质量分数；
II．要验证双氧水的氧化性，应该加入具有还原性的物质，且有明显现象；
要验证双氧水的不稳定性，应该进行加热，然后用带火星的木条检验其产物，或用其它方法检验其产物．

解答： 解：I．（1）配制一定物质的量浓度溶液用容量瓶配制，所以该仪器是容量瓶，故答案为：容量瓶；
（2）该反应中Mn元素化合价由+7价变为+2价，所以高锰酸根离子作氧化剂，则双氧水作还原剂，所以双氧水中O元素化合价由-1价变为0价，有氧气生成，其转移电子总数为10，所以MnO₄^-的计量数是2、H₂O₂，的计量数是5，再结合原子守恒、电荷守恒配平方程式为2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑，
故答案为：2；5；6；2；8；5；0₂↑；
（3）酸性高锰酸钾溶液呈酸性，只能用酸式滴定管量取，该反应中酸性高锰酸钾溶液易被双氧水还原而褪色，但二者恰好完全反应时，再滴入一滴酸性高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色且30s内不褪色，故答案为：酸式；滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色；
（4）设双氧水溶液浓度为xmol/L，
5H₂O₂+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑
5mol     2mol
0.025xmol 0.001cVmol
5mol：2mol=0.025xmol：0.001cVmol
x=

5mol×0.001cVmol

2mol×0.025mol

=0.1cV，
250mL双氧水溶液中物质的量0.025cVmol，其质量=0.025cVmol×34g/mol=1.7cVg，双氧水溶液质量=10.00mL×ρ g/mL=10ρg，则双氧水溶液质量分数=

1.7cVg

10ρg

×100%=

17cV

ρ

%，
故答案为：

17cV

ρ

%；
II．要验证双氧水的氧化性，应该加入具有还原性的物质，且有明显现象，硫化氢、碘化氢都具有还原性，双氧水将硫化氢氧化生成硫单质而使溶液变浑浊，将碘化氢氧化生成碘单质，碘遇淀粉试液变蓝色，所以溶液变蓝色；
要验证双氧水的不稳定性，应该进行加热，然后用带火星的木条检验其产物，如果带火星的木条复燃，说明有氧气生成，则双氧水不稳定；还可以将气体通入硫化氢溶液中，如果产生淡黄色沉淀就证明生成氧气，则说明双氧水不稳定，故答案为：

实验内容	实验方法	实验现象
验证氧化性	取适量饱和硫化氢溶液于试管中，滴入 过氧化氢溶液．（或取适量碘化钾淀粉溶液于试管中，加入过氧化氢溶液．）	产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊．（或溶液变蓝色．）
验证不稳定性	取适量过氧化氢溶液于试管中，加热， 用带火星的木条检验．（或取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中．）	产生气泡，木条复燃． （或溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生）

点评：本题考查性质实验方案设计，根据物质性质设计实验进行验证，明确物质的性质是解本题关键，同时考查学生分析问题、实验设计、思维的缜密性等能力，题目难度中等．