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11.过氧乙酸常用作氧化剂和灭菌剂,实验室合成过氧乙酸并测定其含量的相关步骤如下:
实验一:过氧化氢溶液的浓缩
连接好如图所示的装置,先打开恒温水浴槽和水循环泵,当系统真空恒定后,用滴液漏斗向球形冷凝管中滴加30%H2O2溶液,H2O2溶液在球形冷凝管内汽化后被抽入蒸馏系统,得到质量分数均为63%的H2O2溶液
(1)仪器A的名称为蒸馏烧瓶,球形冷凝管的进水口为a(填字母)
实验二:过氧乙酸的合成其制备原理为:

向带有搅拌装置及温度计的500mL三劲烧瓶中先加入16g冰醋酸,然后在搅拌条件下滴加90g68%的H2O2溶液,最后加入浓硫酸2mL,搅拌5h,静置20h
(2)用68%的H2O2溶液代替30%的H2O2溶液的目的是增大过氧化氢的浓度,有利于平衡向生成过氧乙酸的方向移动
(3)充分搅拌的目的是使反应物充分接触,提高提高原料利用率
实验三:过氧乙酸含量的测定
步骤1:称取2.0g过氧乙酸样品,配制成100mL溶液A,备用
步骤2:在碘量瓶中加入5mLH2SO4和5mL溶液A摇匀,用0.010mol•L-1的KMnO4溶液滴定至溶液呈微红色,除去其中的H2O2
步骤3:向步骤2滴定后的溶液中再加入1.0gKI(过量),摇匀,用蒸馏水冲洗瓶盖及四周,加入2mL铝酸被作催化剂,摇匀,用淀粉作指示剂,再用0.050mol•L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好褪去,消耗Na2S2O3标准溶液的体积为20.00mL.
已知:CH2COOOH+2H-+2I-=I2+CH2COOH+H2O
I2+2S2O32-=2I-+S2O32-
(4)步骤1配制溶液A需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃杯、100mL容量瓶、胶头滴管
(5)步骤2滴定反映的离子方程式为2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
(6)原试样中过氧乙酸的质量分数为38%.

分析 (1)仪器A为没有支管的烧瓶名称为圆底烧瓶,球形冷凝管的进水口为下进上出;
(2)增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动;
(3)充分搅拌,能使反应物充分接触,提高提高原料利用率;
(4)根据用2.0g过氧乙酸样品,配制成100mL溶液步骤选用仪器,需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、容量瓶,据此分析;
(5)过氧化氢和高锰酸钾在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应:MnO4-+H2O2+H+-Mn2++O2↑+H2O中化合价的升降配平方程式;
(6)根据已知方程式列出关系式:CH3COOOH~I2~2S2O32-,根据关系式求解5mL溶液A中含CH3COOOH质量,据此计算原试样中过氧乙酸的质量分数.

解答 解:(1)仪器A为没有支管的烧瓶名称为圆底烧瓶,球形冷凝管的进水应克服水的重力充满冷凝管口,方向为下进上出,即从a口进;
故答案为:圆底烧瓶;a;
(2)合成过氧乙酸:CH3COOH+H2O2$\stackrel{H+}{?}$CH3COOOH+H2O,该反应为可逆反应,增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,用68%的H2O2溶液代替30%的H2O2溶液,可增大反应速率,同时有利于平衡向生成过氧乙酸的方向移动;
故答案为:增大过氧化氢的浓度,有利于平衡向生成过氧乙酸的方向移动;
(3)充分搅拌,能使反应物充分接触,提高提高原料利用率;
故答案为:使反应物充分接触,提高提高原料利用率;
(4)配制100mL过氧乙酸溶液,配制步骤为:计算、称量(量取)、溶解、转移、洗涤、定容,称量时用到仪器是天平、药匙(量取时用到量筒),溶解时用到烧杯、玻璃棒,转移溶液时用到玻璃棒、容量瓶,定容时用到胶头滴管,其中属于玻璃仪器的是玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、容量瓶,故还需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、胶头滴管,
故答案为:100mL容量瓶、胶头滴管;
(5)过氧化氢和高锰酸根离子发生氧化还原反应:MnO4-+H2O2+H+-Mn2++O2↑+H2O中,Mn的化合价降低,O的化合价升高,反应为:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
故答案为:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
(6)根据已知方程式CH3COOOH+2H++2I-═I2+CH3COOH+H2O①,I2+2S2O32-═2I-+S4O42-②,可得关系式:CH3COOOH~I2~2S2O32-,5mL溶液A中含CH3COOOH,
CH3COOOH~I2~2S2O32-,
1              2
n(CH3COOOH)    0.050mol•L-1×20×10-3L   
n(CH3COOOH)=5×10-4mol,
称取2.0g过氧乙酸样品,配制成100mL溶液A,100mL溶液A,n(CH3COOOH)=5×10-4mol×$\frac{100mL}{5mL}$=1×10-2mol,原试样中过氧乙酸的质量分数为$\frac{1×1{0}^{-2}mol×78g/mol}{2g}$×100%=38%;
故答案为:38%.

点评 本题以过氧乙酸为载体考查溶液的浓缩、物质的合成、含量的测定等,侧重考查分析和计算能力,明确每一过程发生的反应是解本题关键,知道各种物质的性质,根据方程式进行计算即可,题目难度中等.

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