硫酸钠-过氧化氢加合物的组成可通过下列实验测定:
①准确称取1.7700g 样品,配制成100.00mL 溶液A.
②准确量取25.00mL 溶液A,加入盐酸酸化的BaCl
2 溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g.
③准确量取25.00mL 溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol•L
-1KMnO
4 溶液滴定至终点,消耗KMnO
4 溶液25.00mL.H
2O
2 与KMnO
4 反应的离子方程式如下:2MnO
4-+5H
2O
2+6H
+=2Mn
2++8H
2O+5O
2↑
(1)已知室温下BaSO
4 的K
sp=1.1伊10-10,欲使溶液中c(SO
42- )≤1.0×10
-6 mol•L
-1,应保持溶液中c(Ba
2+)≥______mol•L
-1.
(2)上述滴定若不加稀硫酸酸化,MnO
4-被还原为MnO
2,其离子方程式为______.
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程).
答案:
分析:(1)根据沉淀溶解平衡常数Ksp=c(SO42-)•c(Ba2+ )来计算;
(2)不加稀硫酸酸化,MnO4-被还原为MnO2,双氧水被氧化生成氧气,根据电荷守恒可知有氢氧根离子生成,再根据原子守恒判断是否有水生成,配平书写;
(3)生成的白色固体0.5825g为硫酸钡,根据n=计算硫酸钡的物质的量,根据硫酸根守恒可知n(Na2SO4)=n(BaSO4).根据方程式计算25mL溶液中n(H2O2),再根据m=nM计算25mL溶液中硫酸钠、过氧化氢的质量,继而计算结晶水的质量,根据各物质的物质的量之比确定x:y:z,据此书写化学式.
解答:解:(1)沉淀溶解平衡常数Ksp=c(SO42-)•c(Ba2+ ),当c(SO42-)≤1.0×10-5 mol•L-1,所以溶液中c(Ba2+ )≥=1.1×10-4mol/L,
故答案为:1.1×10-4;
(2)不加稀硫酸酸化,MnO4-被还原为MnO2,Mn元素共降低3价,双氧水被氧化生成氧气,氧元素共升高2价,化合价最小公倍数为6,故MnO4-的系数为2、MnO2的系数为2,H2O2的系数为3、O2系数为3,根据电荷守恒可知有OH-生成,其系数为2,由原子守恒可知,有水生成,其系数为2,反应离子方程式为:2MnO4-+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O,
故答案为:2MnO4-+3H2O2=2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O;
(3)n(Na2SO4)=n(BaSO4)==2.50×10-3mol,
根据2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑可知,
n(H2O2)=×0.02000mol•L-1×0.025L/=1.25×10-3mol
m(Na2SO4)=142g•mol-1×2.50×10-3mol=0.355g
m(H2O2)=34g•mol-1×1.25×10-3mol=0.0425g
n(H2O)=(1.7700g×-0.355g-0.0425g)÷18g•mol-1=2.50×10-3mol
x:y:z=n(Na2SO4):n(H2O2):n(H2O)=2:1:2
硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4•H2O2•2H2O
答:硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4•H2O2•2H2O.