Question

14．某学习小组通过实验研究Na₂O₂与水的反应．

操作	现象
向盛有4.0g Na2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水	剧烈反应，产生能使带火星木条复燃的气体，得到的无色溶液a
向溶液a中滴入两滴酚酞	ⅰ．溶液变红 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

（1）Na₂O₂的电子式为 它与水反应的离子方程式是2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑．
（2）甲同学认为ⅱ中溶液褪色是溶液a中存在较多的H₂O₂，H₂O₂与酚酞发生了反应，并实验证实了H₂O₂的存在：取少量溶液a，加入试剂MnO₂（填化学式），有气体产生．
（3）乙同学查阅资料获悉：用KMnO₄可以氧化H₂O₂ 并测定其含量．取20.00mL溶液，用稀H₂SO₄酸化，用0.002mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗10.00mL KMnO₄溶液．
①实验中，滴定时KMnO₄溶液应装在酸（酸或碱）式滴定管中．
②用单线桥标出该反应电子转移的方向和数目：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．
③溶液a中c（H₂O₂）=0.0025mol•L^-1．
④溶液褪色速率后阶段变快的原因可能是反应生成的Mn²⁺作催化剂．

Answer 1

分析 （1）过氧化钠是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，钠离子失电子形成阳离子，过氧根离子得到电子形成阴离子，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气；
（2）能使H₂O₂产生气体通常用MnO₂作催化剂，据此答题；
（3）①KMnO₄溶液具有氧化性，盛装在酸式滴定管；
②反应中锰元素化合价+7价变化为+2价，氧元素化合价-1价变化为0价，电子转移总数10e^-，标注电子转移的方向和数目；
③根据KMnO₄与H₂O₂反应的物质的量之比求得H₂O₂的物质的量，进而求得溶液a中c（H₂O₂）；
④一般情况下在开始时反应物浓度较大，反应速率应当较快，但现在是溶液褪色速率开始较慢后变快，则可能是产生新的物质，且此物质对反应有催化作用，从而加快了反应速率，据此分析；

解答 解：（1）过氧化钠是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，钠离子失电子形成阳离子，过氧根离子得到电子形成阴离子，电子式为：，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，离子方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
故答案为：；2Na₂O₂+2H₂O=4Na⁺+4OH^-+O₂↑；
（2）能使H₂O₂产生气体通常用MnO₂作催化剂，过氧化氢分解生成水和氧气，
故答案为：MnO₂；
（3）①KMnO₄溶液具有氧化性，能氧化橡胶管，盛装在酸式滴定管，
故答案为：酸；
②离子方程式：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，反应中锰元素化合价+7价变化为+2价，氧元素化合价-1价变化为0价，电子转移总数10e^-，
用单线桥标出该反应电子转移的方向和数目：
故答案为：；
③根据KMnO₄与H₂O₂反应的离子方程式可知关系式为：
           2MnO₄^-～～～～～5H₂O₂
    2mol                           5mol
0.002mol•L^-1×0.01L     n（H₂O₂）
∴n（H₂O₂）=5×10^-5mol
∴c（H₂O₂）=$\frac{5×1{0}^{-5}mol}{0.02L}$=0.0025 mol/L
故答案为：0.0025 mol/L；
④一般情况下在开始时反应物浓度较大，反应速率应当较快，但现在是溶液褪色速率开始较慢后变快，则可能是产生新的物质，且此物质对反应有催化作用，从而加快了反应速率，根据离子反应2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，可知，起催化作的产物为Mn²⁺；
故答案为：反应生成的Mn²⁺作催化剂．

点评 本题以物质的性质为背景，考查了离子方程式书写、化学计算、实验分析，对学生综合运用元素化合物知识的能力要求较高，题目难度中等．