Question

不久前，一則“食用撒了魚浮靈的魚蝦可能致癌”的微博在網上熱傳。“魚浮靈”的化學成分實為過碳酸鈉，使用不當會讓魚損傷，過碳酸鈉本身無毒無害，對人體不會有危害。過碳酸鈉，俗稱固體雙氧水，化學式為2Na₂CO₃·3H₂O₂，是一種無機鹽，是白色顆粒狀粉末，可以分解為碳酸鈉和過氧化氫。某探究小組制備過碳酸鈉并測定樣品中H₂O₂的含量，其制備流程和裝置示意圖如下：

已知：50 °C時   2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s) 開始分解
主反應 2Na₂CO₃ (aq) + 3H₂O₂ (aq)2Na₂CO₃·3H₂O₂ (s)  ΔH < 0
副反應    2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
滴定反應  6KMnO₄ + 5(2Na₂CO₃·3H₂O₂) +19H₂SO₄  = 3K₂SO₄ + 6MnSO₄+10Na₂SO₄ + 10CO₂ ↑ + 15O₂↑ + 34H₂O

根據以上信息回答下列問題：
（1）推測圖中支管的作用可能是                                 。
（2）步驟①的關鍵是控制溫度，結合裝置圖歸納其措施有                        、
                          和                               。
（3）在濾液X中加入適量NaCl固體或無水乙醇均可析出過碳酸鈉，原因是                      。
（4）步驟③中選用無水乙醇洗滌產品的目的是                          。
（5）測定樣品中H₂O₂的質量分數的方法是：準確稱取0.2000g過碳酸鈉樣品于250 mL 錐形瓶中，加50 mL 蒸餾水溶解，再加50 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄ (H₂SO₄過量)，用0.002000mol·L^－1 KMnO₄標準溶液滴定至終點時消耗30.00 mL。
①滴定前，滴定管需用KMnO₄標準溶液潤洗2～3次，潤洗的操作方法是：關閉酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO₄標準                                           。
②上述樣品中H₂O₂的質量分數計算表達式為                          （只列出算式，不作任何運算！H₂O₂的式量為34.00）。

Answer 1

（17分）
（1）平衡壓強，便于溶液順利滴下（2分，答到平衡壓強或氣壓即給2分，其他合理答案酌情給分）
（2）冷水浴 磁力攪拌 （通過滴液漏斗）緩慢（或逐滴）滴加H₂O₂溶液（共6分，各2分。說明：磁力攪拌的目的是使反應產生的熱量快速散去）
（3）降低產品（或過碳酸鈉）的溶解性（度）（2分，意思到即給分）
（4）洗去水份（利于干燥）[1分]，減少固體因溶解而損失[1分]（共2分，其他合理答案酌情給分））
（5）①傾斜轉動滴定管潤洗整個滴定管內壁，（1分）然后打開活塞將潤洗液從下端放出 (1分)[共2分，兩個要點，一是傾斜轉動，二是打開活塞將潤洗液從下端放出，沒有答到要點不給分。]
②（3分）
[參照廣東高考評分意見，計算式完全正確，沒帶單位或不乘100%不扣分。如果計算出結果得0分，用2.5代替不扣分，其它數據如果進行了運算扣2分]

試題分析：（1）讀圖，由恒壓滴液漏斗推斷，支管的作用是平衡壓強，便于溶液順利滴下；（2）依題意，主反應是放熱反應，溫度過高導致H₂O₂分解，必須控制溫度，減少H₂O₂的分解，圖中用冷水浴、磁力攪拌器都能防止反應液溫度過高；根據溫度高低控制滴入雙氧水的速度，也能控制反應液的溫度；（3）過濾所得濾液是過碳酸鈉的飽和溶液，加入適量NaCl或無水乙醇，都能降低其溶解度，導致濾液中析出過碳酸鈉固體；（4）無水乙醇洗滌的目的是除去固體中混有的水分，有利于固體的干燥，同時還能減少過碳酸鈉的溶解，降低損失；（5）①潤洗酸式滴定管的操作方法是：關閉酸式滴定管活塞，向滴定管中注入少量KMnO₄標準溶液，傾斜轉動滴定管潤洗整個滴定管內壁，然后打開活塞將潤洗液從下端放出；由于n=c?V，則滴定時消耗了0.002000×30.00×10^－3mol KMnO₄；滴定反應為6KMnO₄+5(2Na₂CO₃·3H₂O₂)+19H₂SO₄=3K₂SO₄+6MnSO₄+10Na₂SO₄+10CO₂↑+15O₂↑+ 34H₂O，根據各物質的系數之比等于物質的量之比，則被高錳酸鉀氧化的過碳酸鈉（2Na₂CO₃·3H₂O₂）為0.002000×30.00×10^－3×5/6mol；由于2Na₂CO₃·3H₂O₂=2Na₂CO₃+3H₂O₂，根據各物質的系數之比等于物質的量之比，則樣品中H₂O₂的物質的量為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3mol；由于m=n?M，則樣品中H₂O₂的質量為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3×34.00g；由于樣品質量為0.2000g，則樣品中H₂O₂的質量分數計算表達式為0.002000×30.00×10^－3×5/6×3×34.00/0.2000×100%。