Question

（1）小明在做“研究溫度對反應速率的影響”實驗時，他取了兩只試管，均加入4mL 0.01mol／L的KMnO₄酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H₂C₂O₄（乙二酸）溶液，振蕩，A試管置于熱水中，B試管置于涼水中，記錄溶液褪色所需的時間。

①需要用       來酸化KMnO₄溶液，褪色所需時間t_A    t_B（填“>”、“=”或“<”）。

②寫出該反應的離子方程式                                  。

（2）實驗室有瓶混有泥沙的乙二酸樣品，小明利用這個反應的原理來測定其含量，具體操作為：

①配制250 mL溶液：準確稱量5.0g乙二酸樣品，配成250mL溶液。

②滴定：準確量取25.00 mL所配溶液于錐形瓶中，加少量酸酸化，將0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液裝入      （填“酸式”或“堿式”）滴定管，進行滴定操作。

在實驗中發現，剛滴下少量KMnO₄溶液時，溶液迅速變成紫紅色。將錐形瓶搖動一段時間后，紫紅色慢慢消失；再繼續滴加時，紫紅色就很快褪色了。請解釋原因：        

                                                   。當____                   

                                                     ，證明達到滴定終點。

③計算：再重復上述操作2次，記錄實驗數據如下。

序號	滴定前讀數（mL）	滴定后讀數（mL）
1	0.00	20.10
2	1.00	20.90
3	1.10	21.10

 

則消耗KMnO₄溶液的平均體積為       mL，已知H₂C₂O₄的相對分子質量為90，則此樣品的純度為                    。

④誤差分析：下列操作會導致測定結果偏高的是            。

A．未用標準濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管

B．滴定前錐形瓶有少量水

C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失

D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外

E．觀察讀數時，滴定前仰視，滴定后俯視

 

Answer 1

【答案】

（16分）（1）① 硫酸（1分）    <   （1分）

② 5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O      （2分）

（2）② 酸式 （2分）   

反應中生成的Mn²⁺具有催化作用，所以隨后褪色會加快 （2分）

滴入最后一滴KMnO₄溶液，錐形瓶內的顏色恰好變成淺紫紅色，且半分鐘不變化（2分）

③  20.00 mL （2分）     90.00%     （2分）

④  ACD       （2分）    （漏寫一個得1分）

【解析】

試題分析：（1）①高錳酸鉀具有強氧化性，能氧化濃鹽酸，不能氧化硫酸，因此要用稀硫酸酸化高錳酸鉀，不能用鹽酸；升高溫度，能加快反應速率，縮短反應時間，則t_A<t_B；②依題意，乙二酸是弱酸，碳元素由+3升為+4價，錳元素由+7降為+2價，根據電子得失、電荷、原子守恒可得：5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O；（2）②酸性高錳酸鉀能腐蝕橡膠，因此不能裝入堿式滴定管，只能裝入酸式滴定管；乙二酸將高錳酸鉀還原為錳離子，生成錳離子還是乙二酸與高錳酸鉀溶液反應的催化劑，加快反應速率，因此褪色時間縮短；當滴入最后一滴KMnO₄溶液，錐形瓶內的顏色恰好變成淺紫紅色，且半分鐘不變化，就停止滴定，說明達到滴定終點；③三次滴定消耗酸性高錳酸鉀溶液的平均體積為[20.10+(20.90—1.00)+21.10)mL/3=20.00 mL；由于n=c•V，則參加反應的高錳酸鉀為0.1000×20.00×10^－3mol；由于5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O，則25.00mL待測溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2mol H₂C₂O₄，所配250mL溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00mol H₂C₂O₄；由于m=n•M，則5.0g乙二酸樣品中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90g H₂C₂O₄，則其純度為0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90/5.0×100%=90%；④未用標準濃度的酸性高錳酸鉀溶液潤洗滴定管，其中殘留的蒸餾水能稀釋裝入的標準溶液，導致標準溶液的消耗體積增大，測定結果偏高，故A正確；水只能影響待測溶液中乙二酸的濃度，不能影響乙二酸的物質的量，其多少（或有無）對測定結果無影響，故B錯誤；滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，說明標準溶液的消耗體積增大，則測定結果偏高，故C正確；不小心將酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外，導致標準溶液的消耗體積增多，測定結果偏大，故D正確；滴定管的“0”刻度在上，滴定前仰視，讀數偏大，滴定后俯視，讀數偏小，導致標準溶液的消耗體積偏小，測定結果偏低，故E錯誤。

考點：考查綜合實驗，涉及溫度和催化劑對化學反應速率的影響、乙二酸和高錳酸鉀的性質、離子方程式的書寫、化學實驗基本操作、解釋原因、滴定終點的現象、數據處理與純度計算、誤差分析等。