Question

13．為測定某H₂C₂O₄溶液的濃度，取該溶液于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為c mol/L KMnO₄標準溶液滴定．
（1）滴定原理為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（用離子方程式表示）．
（2）滴定時，KMnO₄溶液應裝在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，達到滴定終點時的現(xiàn)象為當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色．
（3）如圖表示50mL滴定管中液面的位置，此時滴定管中液面的讀數(shù)為21.40mL．
（4）為了減小實驗誤差，該同學一共進行了三次實驗，假設(shè)每次所取H₂C₂O₄溶液體積均為VmL，三次實驗結(jié)果記錄如下：

實驗次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO4溶液體積/mL	26.32	25.35	25.30

從上表可以看出，第一次實驗中記錄消耗KMnO₄溶液的體積明顯多于后兩次，其原因可能是BCD
A．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時KMnO₄溶液的體積．
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡．
C．第一次滴定盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過，未用標準液潤洗，后兩次均用標準液潤洗．
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗．
E．滴加KMnO₄溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定．
（5）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，寫出計算H₂C₂O₄的物質(zhì)的量濃度的表達式（不必化簡）：C=$\frac{\frac{5}{2}×c×\frac{（25.35+25.30）}{2}×10{\;}^{-3}}{V×1{0}^{-3}}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）H₂C₂O₄與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被還原成Mn²⁺，根據(jù)電子得失守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒來配平；
（2）KMnO₄具有強氧化性，會腐蝕橡膠管；滴定終點時溶液顏色無色變化為紫色且在30s內(nèi)顏色不再恢復為原來顏色，證明反應達到終點；
（3）A與C刻度間相差1ml，說明每兩個小格之間是0.1mL，A處的刻度21，據(jù)此確定B的刻度，注意滴定管的上面數(shù)值小，下面數(shù)值大；
（4）根據(jù)所用過程判斷不當操作對相關(guān)物理量的影響；
（5）根據(jù)化學方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計算H₂C₂O₄的濃度．

解答 解：（1）H₂C₂O₄與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被還原成Mn²⁺，反應的離子方程式為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）因為KMnO₄具有強氧化性，會腐蝕橡膠管，故應用酸式滴定管盛裝；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達滴定終點；
故答案為：酸式；當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色；
（3）A與C刻度間相差1ml，說明每兩個小格之間是0.10mL，A處的刻度為21，A和B之間是四個小格，所以相差0.40mL，則B是21.40mL；
故答案為：21.40；
（4）A．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時KMnO₄溶液的體積，液面偏高，讀數(shù)偏小，導致KMnO₄體積偏小，故A錯誤；
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡，導致KMnO₄體積偏大，故B正確；
C．第一次滴定盛裝標準液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過，未用標準液潤洗，后兩次均用標準液潤洗，KMnO₄濃度偏小，導致KMnO₄體積偏大，故C正確；
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗，潤洗錐形瓶導致草酸的物質(zhì)的量偏大，導致KMnO₄體積偏大，故D正確；
E、滴加KMnO₄溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，導致KMnO₄體積偏小，故E錯誤；
故選：BCD；
（5）三次滴定消耗KMnO₄溶液體積分別為：26.32mLmL、25.35mL、25.30mL，第一次誤差較大，舍去，mLmLmL消耗KMnO₄溶液平均體積為$\frac{25.35mL+25.30mL}{2}$，消耗KMnO₄物質(zhì)的量為n（KMnO₄）=cmol/L×$\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}$，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×cmol/L×$\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}$，則草酸的濃度為$\frac{\frac{5}{2}×cmol/L×\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}}{V×1{0}^{-3}L}$；
故答案為：$\frac{\frac{5}{2}×c×\frac{（25.35+25.30）}{2}×10{\;}^{-3}}{V×1{0}^{-3}}$．

點評 本題以物質(zhì)含量為背景考查氧化還原滴定與計算，難度中等，注意實驗原理的掌握，滴定管結(jié)構(gòu)與使用等．