Question

不久前，一则“食用撒了鱼浮灵的鱼虾可能致癌”的微博在网上热传。“鱼浮灵”的化学成分实为过碳酸钠，使用不当会让鱼损伤，过碳酸钠本身无毒无害，对人体不会有危害。过碳酸钠，俗称固体双氧水，化学式为2Na₂CO₃·3H₂O₂，是一种无机盐，是白色颗粒状粉末，可以分解为碳酸钠和过氧化氢。某探究小组制备过碳酸钠并测定样品中H₂O₂的含量，其制备流程和装置示意图如下：

已知：50 °C时   2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s) 开始分解

主反应 2Na₂CO₃ (aq) + 3H₂O₂ (aq)2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s)  ΔH < 0

副反应    2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑

滴定反应  6KMnO₄ + 5(2Na₂CO₃·3H₂O₂) +19H₂SO₄  = 3K₂SO₄ + 6MnSO₄+10Na₂SO₄ + 10CO₂ ↑ + 15O₂↑ + 34H₂O

根据以上信息回答下列问题：

（1）推测图中支管的作用可能是                                  。

（2）步骤①的关键是控制温度，结合装置图归纳其措施有                         、

                            和                                。

（3）在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇均可析出过碳酸钠，原因是                       。

（4）步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是                           。

（5）测定样品中H₂O₂的质量分数的方法是：准确称取0.2000g过碳酸钠样品于250 mL 锥形瓶中，加50 mL 蒸馏水溶解，再加50 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄ (H₂SO₄过量)，用0.002000mol·L^－1 KMnO₄ 标准溶液滴定至终点时消耗30.00 mL。

①滴定前，滴定管需用KMnO₄标准溶液润洗2～3次，润洗的操作方法是：关闭酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO₄标准                                            。

②上述样品中H₂O₂的质量分数计算表达式为                           （只列出算式，不作任何运算！H₂O₂的式量为34.00）。

Answer

（17分）

（1）平衡压强，便于溶液顺利滴下（2分，答到平衡压强或气压即给2分，其他合理答案酌情给分）

（2）冷水浴  磁力搅拌  （通过滴液漏斗）缓慢（或逐滴）滴加H2O2溶液（共6分，各2分。说明：磁力搅拌的目的是使反应产生的热量快速散去）

（3）降低产品（或过碳酸钠）的溶解性（度）（2分，意思到即给分）

（4）洗去水份（利于干燥）[1分]，减少固体因溶解而损失[1分]（共2分，其他合理答案酌情给分））

（5）①倾斜转动滴定管润洗整个滴定管内壁，（1分）然后打开活塞将润洗液从下端放出 (1分)[共2分，两个要点，一是倾斜转动，二是打开活塞将润洗液从下端放出，没有答到要点不给分。]

②（3分）

[参照广东高考评分意见，计算式完全正确，没带单位或不乘100%不扣分。如果计算出结果得0分，用2.5代替不扣分，其它数据如果进行了运算扣2分]

【解析】

试题分析：（1）读图，由恒压滴液漏斗推断，支管的作用是平衡压强，便于溶液顺利滴下；（2）依题意，主反应是放热反应，温度过高导致H2O2分解，必须控制温度，减少H2O2的分解，图中用冷水浴、磁力搅拌器都能防止反应液温度过高；根据温度高低控制滴入双氧水的速度，也能控制反应液的温度；（3）过滤所得滤液是过碳酸钠的饱和溶液，加入适量NaCl或无水乙醇，都能降低其溶解度，导致滤液中析出过碳酸钠固体；（4）无水乙醇洗涤的目的是除去固体中混有的水分，有利于固体的干燥，同时还能减少过碳酸钠的溶解，降低损失；（5）①润洗酸式滴定管的操作方法是：关闭酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO4标准溶液，倾斜转动滴定管润洗整个滴定管内壁，然后打开活塞将润洗液从下端放出；由于n=c•V，则滴定时消耗了0.002000×30.00×10－3mol KMnO4；滴定反应为6KMnO4+5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+ 34H2O，根据各物质的系数之比等于物质的量之比，则被高锰酸钾氧化的过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）为0.002000×30.00×10－3×5/6mol；由于2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2，根据各物质的系数之比等于物质的量之比，则样品中H2O2的物质的量为0.002000×30.00×10－3×5/6×3mol；由于m=n•M，则样品中H2O2的质量为0.002000×30.00×10－3×5/6×3×34.00g；由于样品质量为0.2000g，则样品中H2O2的质量分数计算表达式为0.002000×30.00×10－3×5/6×3×34.00/0.2000×100%。

考点：考查物质制备的工艺流程及样品纯度测定实验，涉及仪器的用途、控制温度的方法、解释原因、滴定管的使用方法、样品中过氧化氢质量分数的表达式。