Question

【題目】中華人民共和國國家標準(GB2760-2011)規定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g·L-1。某興趣小組用如圖所示裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，采用H2O2氧化法檢測二氧化硫的含量，并對H2O2的催化分解原理進行分析。

已知：H2O2可看作二元弱酸，它的一級電離常數Ka1=1.55×10-12

Ⅰ.檢測二氧化硫的含量

(1)儀器A的名稱是_______________。

(2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中過量H2O2溶液充分反應，C中發生反應的化學方程式為__________________________。

(3)用0.0900mol·L-1NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇圖2中的________(填編號)。向C中所得溶液中滴加幾滴酚酞試劑，滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2含量為_____g·L-1。

(4)該測定結果比實際值偏高，分析原用可能是_____________(任答一條即可)，

(5)本實驗中所用的H2O2溶液的濃度，常用KMnO4標準溶液進行測定，H2O2可看作二元弱酸，但一般不利用酸堿中和滴定法過行測定的原因_______________任答一條即可)。

Ⅱ.分析H2O2的催化分解原理

(1)堿性介質中H2O2分解遠比酸性介質中快，NaOH可促使H2O2失去質子，請寫出H2O2與NaOH溶液反應生成的酸式鹽的電子式___________________。

(2)I-催化H2O2分解的原理分為兩步，總反應可表示為：

2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0

若第一步反應為H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l) △H>0 慢反應

則第二步反應為____________△H <0 快反應

(3)能正確的表示I-催化H2O2分解真理的示意圖為____________________。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 SO2+H2O2=H2SO4 ③ 0.240 原因一：鹽酸的揮發。原因二：未除上過量的H2O2，其有酸性，會消耗部分NaOH標準溶液。原因三：選擇酚酞做指示劑，酚酞會被漂白 原因一：H2O2會漂白指示劑。原因二：酸性太弱滴定突躍太小，無指示劑能夠達到其要求 或者 H2O2(aq)+IO-(aq)=I-(aq)+H2O(1)+O2(g) A

【解析】分析：本題是一道綜合實驗題，考查定量實驗和實驗探究，有一定的難度。

Ⅰ.（1）儀器A為球形冷凝管，因此本題正確答案為球形冷凝管；

（2）二氧化硫與過氧化氫發生氧化還原反應生成硫酸，反應方程式為SO2+H2O2=H2SO4。故答案為SO2+H2O2=H2SO4。

（3）用NaOH作為標準液進行滴定，應該選用堿性滴定管，堿性滴定管排氣泡的正確操作為③；根據酸堿滴定規律，消耗25.00mLNaOH，則n(SO2)=n(H2SO4)=n(NaOH)=0.025L×0.09mol/L=0.001125mol，質量含量為 = 0.240 g/L；本題正確答案為：③ ；0.240；

（4）該測定結果比實際值偏高，原因可能是由于鹽酸具有揮發性，加熱時有鹽酸隨著SO2進入c中，其為硫酸與鹽酸的混合物，消耗的NaOH體積會偏大導致結果偏高，也可能是未除去過量的H2O2，其有酸性，會消耗部分NaOH標準溶液。還可能是選擇酚酞做指示劑，酚酞會被漂白，所以本題答案為：原因一：鹽酸的揮發。原因二：未除上過量的H2O2，其有酸性，會消耗部分NaOH標準溶液。原因三：選擇酚酞做指示劑，酚酞會被漂白；

Ⅱ. (1) H2O2與NaOH溶液反應生成的酸式鹽為NaHO2,該化合物為含有共價鍵的離子化合物其電子式為。

(2)總反應：2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)，第一步反應為H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l)用總反應-第一步反應得：第二步反應為H2O2(aq)+IO-(aq)=I-(aq)+H2O(1)+O2(g)

(3) 在I-催化H2O2分解兩步反應中，第一步是慢反應，活化能較大，第二步為快反應，活化能較小，對照圖示，A圖符合，故答案為A。