Question

3．过氧化镁（MgO₂）产品中常会混有少量MgO，实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量．已知过氧化镁与酸反应生成双氧水．
（1）某研究小组通过下列方案测定样品中过氧化镁的含量：取一定量样品，加入足量稀盐酸，充分反应后再加入NaOH溶液调节pH至Mg²⁺沉淀完全，过滤、洗涤、灼烧，根据固体的质量进行计算．  
已知Ksp[Mg（OH）₂]=l×10^-11．常温下为使Mg²⁺沉淀完全[使其浓度小于l×10^-5mol/L]，溶液的pH应调至11．
（2）实验室通过下列方案测定样品中过氧化镁的含量：称取0.1000g样品置于碘量瓶中，加入足量KI溶液和稀硫酸，摇匀后在暗处静置5min，然后用0.1000mol/L Na₂S₂O₃的标准溶液滴定至终点，消耗溶液Na₂S₂O₃ 20.00mL．（已知：I₂+2Na₂S₂O₃═Na₂S₄O₆+2NaI）
①滴定过程中若操作过慢，导致结果偏高（填偏高、偏低或无影响）．
②滴定时选用的指示剂为淀粉．
③样品中过氧化镁的质量分数为56%（写计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化镁的溶度积，计算出溶液中氢氧根离子的浓度，求出溶液的PH；
（2）①滴定过程中若操作过慢，碘化钾中碘离子会被空气中的氧气氧化为碘单质；
②由于碘遇淀粉显蓝色，加入少量淀粉溶液作指示剂；
③加入0.1mol•L^-1KI溶液的要使过氧化镁完全反应，根据电子守恒可知关系式MgO₂～2KI，由于碘遇淀粉显蓝色，加入少量淀粉溶液作指示剂；根据电子守恒找出关系式MgO₂～2KI～I₂～2Na₂S₂O₃，计算出过氧化镁的质量分数．

解答 解：（1）根据氢氧化镁的溶度积常数可知，当溶液中c（Mg²⁺）=l×10^-5mol/L时，K_sp[Mg（OH）₂]=1×10^-11=c（Mg²⁺）•c²（OH^-），溶液中OH^-浓度等于1×10^-3mol/L，所以溶液的pH=11；
故答案是：11；
（2）①滴定过程中若操作过慢，碘化钾中碘离子会被空气中的氧气氧化为碘单质，消耗标准溶液Na₂S₂O₃的体积增大，依据c（待测）=$\frac{c（标准）V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结构偏高，
故答案为：偏高；
②用0.1000mol/L Na₂S₂O₃的标准溶液滴定至终点，发生反应I₂+2Na₂S₂O₃═Na₂S₄O₆+2NaI，碘单质遇到淀粉变蓝色，当碘单质反应完，溶液蓝色变化为无色，
故答案为：淀粉；
③0.1000g样品置于碘量瓶中，假设样品中都是MgO₂，则其物质的量为0.01mol，加入足量KI溶液和稀硫酸，要使过氧化镁完全反应，根据电子守恒可知关系式MgO₂～2KI，由于碘遇淀粉显蓝色，加入少量淀粉溶液作指示剂，用0.1000mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，滴定到终点时共消耗20mL，则Na₂S₂O₃的物质的量为2×10^-3mol，根据电子守恒找出关系式MgO₂～2KI～I₂～2Na₂S₂O₃，计算出过氧化镁的物质的量为$\frac{1}{2}$×2×10^-3mol=1×10^-3mol，所以过氧化镁的质量分数为=$\frac{1×1{0}^{-3}mol×56g/mol}{0.1000g}$×100%=56%，
故答案为：56%．

点评 本题考查了溶度积常数的计算、滴定实验过程分析、误差判断和含量计算等知识点，滴定实验原理和氧化还原反应电子守恒是解题关键，题目难度中等．