Question

4．本世纪是生命科学研究的昌盛时期，科学家研究发现，进入生物体内的氧分子，可接受1个电子转变为超氧阴离子自由基（O₂^-），进而引发产生一系列自由基．一切需氧生物在其机体内均有一套完整的活性氧系统（抗氧化酶和抗氧化剂），能将活性氧转变为活性较低的物质，机体因此受到保护．
  人们利用羟胺（NH₂OH）氧化的方法可以检测其生物系统中O₂^-含量，原理是O₂^-与羟胺反应生成NO₂^-和一种过氧化物．NO₂^-在对氨基苯磺酸和α-萘胺作用下，生成粉红的偶氮染体，染体在波长530nm处有显著吸收，且其吸收值与c（NO₂^-）成正比，从而可计算出样品中的O₂^-含量．某实验室用以上方法处理后测得溶液中c（NO₂^-）=2.500×10^-3 mol?L^-1．
（1）请根据测定原理写出有关反应的离子方程式NH₂OH+2O₂^-+H⁺=NO₂^-+H₂O₂+H₂O；
（2）计算该样品此时c（O₂^-）=5.000×10^-3mol/L；
（3）如用羟胺氧化法测定O₂^-时，将其生成的过氧化物作为检测物，若选用氧化还原法进行定量分析（用KMnO₄标准溶液进行滴定）
①请写出其测定原理的反应方程式2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②测定所用的主要玻璃仪器为酸式滴定管、锥形瓶，滴定终点的现象为：锥形瓶中的溶液显浅紫色，且半分钟内不褪色．

Answer 1

分析 （1）根据题中信息结合质量守恒定律书写化学方程式；
（2）根据离子方程式中c（O₂^-）与c（N0₂^-）的计量数关系计算；
（3）①根据MnO₄^-的氧化性和H₂O₂的还原性结合质量守恒定律和电荷守恒书写离子方程式；
②根据实验原理，用KMnO₄标准溶液进行滴定过氧化物，则用酸式滴定管量取过氧化物于锥形瓶中，再用装有KMnO₄标准溶液的酸式滴定管进行滴定，所以测定所用的主要玻璃仪器为酸式滴定管、锥形瓶；高锰酸钾呈紫红色，本身具有颜色，无需加指示剂，反应进行完全则溶液呈无色．

解答 解：（1）O₂^-与羟胺（NH₂OH）在弱酸性环境中反应生NO₂^-和一种过氧化物，由质量守恒可知过氧化物为H₂O₂，有关反应的离子方程式：NH₂OH+2O₂^-+H⁺=NO₂^-+H₂O₂+H₂O；
故答案为：NH₂OH+2O₂^-+H⁺=NO₂^-+H₂O₂+H₂O；
（2）根据反应式：NH₂OH+2O₂^-+H⁺=NO₂^-+H₂O₂+H₂O，c（NH₂OH）：c（O₂^-）=1：2，则c（O₂^-）=2×2.500×1O^-3mol/L=5.000×10^-3mol/L；
故答案为：5.000×10^-3mol/L；
（3）①MnO₄^-具有氧化性，H₂O₂具有还原性，二者发生氧化还原反应生成Mn²⁺和O₂，离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
故答案为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
②根据实验原理，用KMnO₄标准溶液进行滴定过氧化物，则用酸式滴定管量取过氧化物于锥形瓶中，再用装有KMnO₄标准溶液的酸式滴定管进行滴定，所以测定所用的主要玻璃仪器为酸式滴定管、锥形瓶；高锰酸钾呈紫红色，本身具有颜色，无需加指示剂，完全反应溶液呈无色，所以当锥形瓶中的溶液显浅紫色，且半分钟内不褪色即为滴定终点；
故答案为：酸式滴定管、锥形瓶；锥形瓶中的溶液显浅紫色，且半分钟内不褪色．

点评 本题较为综合，以信息题目的形式呈现，考查物质的组成和含量的测定，注意氧化还原方程式的书写，具有一定难度．