Question

7．过氧乙酸（CH₃COOOH）用作纺织品漂白剂，可通过下列方法制备：向烧瓶中依次加入乙酸、42.5%过氧化氢溶液、浓硫酸．控制反应温度为25℃，搅拌4小时，静置15小时，得过氧乙酸溶液．
（1）制备20g38%过氧乙酸溶液至少需要42.5%过氧化氢溶液质量为8g．
（2）过氧乙酸含量测定．准确称取0.5000g过氧乙酸样液，定容于100mL容量瓶中，取5.00mL上述溶液于100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出现浅红色（以除去过氧乙酸试样中剩余H₂O₂），随即加入过量KI溶液，摇匀，用0.01000mol•L^-1Na₂S₂O₃标准滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液25mL．
已知：CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O；
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₅^2-
①加入过量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是（用离子方程式表示）2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O．
②计算过氧乙酸样液中过氧乙酸的质量分数（写出计算过程）；
③用改法测定过氧乙酸含量比实际含量偏高的原因是（不考虑实验操作产生的误差）过量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-会被空气中氧气氧化为I₂．

Answer 1

分析 （1）醋酸与双氧水反应生成过氧乙酸和水，H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{浓硫酸}{→}$（过氧乙酸）+H₂O，结合化学方程式定量关系计算过氧化氢的质量；
（2）①加入过量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是过氧化氢也会氧化碘离子，会干扰测定结果；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
计算得到过氧乙酸样液中过氧乙酸的质量分数；
③实验过程中高锰酸钾溶液、空气中氧气都会氧化碘离子造成测定的含量偏高．

解答 解：（1）制备20g38%过氧乙酸溶液至少需要42.5%过氧化氢溶液质量为x，
H₂O₂+CH₃COOH$\stackrel{浓硫酸}{→}$CH₃COOOH+H₂O
34                                     76
x×42.5%                        20g×38%
$\frac{34}{x×42.5%}=\frac{76}{20g×38%}$
解之得：x=8g，
故答案为：8g；
（2）①加入过量KI溶液前，需除去H₂O₂的原因是过氧化氢也会氧化碘离子，会干扰测定结果，反应的离子方程式为：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O，
故答案为：2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O；
②n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0.5000g}$×$\frac{100mL}{5.0mL}$×100%=38.0%，
答：n（S₂O₃^2-）=0.01000mol/L×0.02500L=2.5×10^-4mol，
CH₃COOOH+2I^-+2H⁺═I₂+CH₃COOH+H₂O
2S₂O₃^2-+I₂═2I^-+S₄O₆^2-
CH₃COOOH～I₂～2S₂O₃^2-，
n（CH₃COOOH）=$\frac{1}{2}$n（S₂O₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2.5×10^-4mol=1.25×10^-4mol，
w%=$\frac{1.25×1{0}^{-4}mol×76g/mol}{0.5000g}$×$\frac{100mL}{5.0mL}$×100%=38.0%；
③取5.00mL上述溶液与100mL碘量瓶中，再加入5.0mL2mol•L^-1H₂SO₄溶液，用0.01mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至溶液出现浅红色（以除去过氧乙酸试样中剩余H₂O₂），过量的高锰酸钾溶液会氧化碘离子生成碘单质导致过氧乙酸含量偏高，或空气中氧气也可以氧化碘离子为碘单质，也可以导致测定结果偏高，
故答案为：过量的KMnO₄氧化I^-生成I₂或在酸性溶液中I^-会被空气中氧气氧化为I₂．

点评 本题考查了化学方程式的定量计算、氧化还原反应过程分析、滴定实验和定量计算的分析判断，主要是原理理解应用和定量计算关系，题目难度中等．