Question

7．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，探究了过氧化氢的性质，并准确测定了过氧化氢的含量．
Ⅰ．探究过氧化氢的性质
（1）该化学小组设计了两个实验，分别证明了H₂O₂的两个性质．请将他们的实验现象和验证性质填入下表：

实验所用试剂或操作	实 验 现 象	验证的性质
碘化钾淀粉溶液
取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验．

（2）常温下，向H₂O₂溶液中滴加少量FeSO₄溶液，可发生如下两个反应：
2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺下列说法正确的是ACD
A．H₂O₂的氧化性比Fe³⁺强，其还原性比Fe²⁺强
B．在H₂O₂分解过程中，溶液的pH逐渐下降
C．在H₂O₂分解过程中，Fe²⁺和Fe³⁺的总量发生变化
D．H₂O₂生产过程要严格避免混入Fe²⁺
Ⅱ．测定过氧化氢的含量
（1）量取10.00mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液，溶解后将溶液转移至250mL容量瓶（填仪器名称）中，加水稀释至刻度，摇匀．移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方框里．□MnO₄^-+□H₂O₂+□H⁺=□Mn²⁺+□H₂O+□□
该反应体现了H₂O₂的还原性．
（3）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入酸式  （填“酸式”或“碱式”）滴定管中．滴定到达终点的现象是滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色．
（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$\frac{0.085cV}{ρ}$．
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果偏高（填“偏高”或“偏低”或“不变”）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）验证双氧水的氧化性，可以加入具有还原性的物质，双氧水能使淀粉碘化钾溶液变蓝色，有明显现象证明，如果将双氧水加热产生能使带火星的木条复燃的物质，则证明双氧水不稳定；
（2）2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O中Fe元素的化合价升高，O元素的化合价降低；2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺中Fe元素的化合价降低，O元素的化合价升高，总反应为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，以此来解答．
Ⅱ．（1）根据准确配制一定体积一定物质的量浓的溶液用到的仪器来回答；
（2）残缺方程式配平首先确定缺什么，根据电子转移守恒，配平化学方程式；
（3）酸式滴定管可以量取具有强氧化性的溶液，高锰酸钾具有颜色，锰离子无色；
（4）根据化学方程式计算消耗过氧化氢的量然后计算质量分数；
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则有一部分溶液占据了气泡的体积．

解答 解：Ⅰ．（1）如果双氧水能使淀粉碘化钾溶液变蓝色，则说明双氧水氧化碘离子生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色，所以能证明双氧水有氧化性；
如果将双氧水加热产生能使带火星的木条复燃的物质，则说明双氧水分解生成氧气，所以能证明双氧水不稳定，

实验所用试剂或操作	实 验 现 象	验证的性质
碘化钾淀粉溶液	溶液变蓝色	验证氧化性
取适量过氧化氢溶液于试管中，加热，用带火星的木条检验．	带火星的木条复燃	验证不稳定性

故答案为：

	实 验 现 象	验证的性质
	溶液变蓝色	验证氧化性
	带火星的木条复燃	验证不稳定性

（2）A．反应2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O中，Fe²⁺被H₂O₂氧化生成Fe³⁺，故H₂O₂的氧化性比Fe³⁺强；反应2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺中，Fe³⁺被H₂O₂还原生成Fe²⁺，故H₂O₂的还原性比Fe²⁺强，故A正确；
B．总反应为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，溶液的H⁺浓度基本不变，溶液的pH基本不变，故B错误；
C．总反应为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，Fe²⁺为H₂O₂分解的催化剂，Fe²⁺和Fe³⁺的总量保持不变，故C正确；
D．Fe²⁺为H₂O₂分解的催化剂，可导致H₂O₂分解，所以H₂O₂生产过程要严格避免混入Fe²⁺，故D正确；
故答案为：ACD；
Ⅱ．（1）准确配制一定体积一定物质的量浓的溶液用容量瓶，故答案为：容量瓶；
（2）方程式中，高锰酸钾有强氧化性，能将双氧水氧化为氧气，先确定缺的是O₂，锰元素化合价降低了5价，生成1mol氧气时，氧元素化合价升高2价，根据电子转移守恒，配平化学方程式高锰酸根前面的系数为2，双氧水前面的系数为5，根据原子守恒来配平其他物质前面的系数，化学方程式为：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+50₂↑，过氧化氢在反应中被氧化表现为还原性，
故答案为：2、5、6、2、8、50₂；还原；
（3）由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管，滴定到达终点的现象是：滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色，
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）根据化学方程式可以得到关系式：2MnO₄^-～5H₂O₂，耗用c mol/L KMnO₄标准溶液V mL，即cV×10^-3mol的高锰酸钾时，所用双氧水的物质的量：2.5cV×10^-3mol，则原过氧化氢的质量为：0.025cVmol×34g/mol=0.85cV，过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为：$\frac{0.85cV}{10.00ml×ρg/mol}$=$\frac{0.085cV}{ρ}$，
故答案为：$\frac{0.085cV}{ρ}$；
（5）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高，
故答案为：偏高．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意总反应及催化剂的判断，题目难度中等．