Question

在化學(xué)分析中，為了測(cè)定某試樣中FeSO₄·7H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，一般采用在酸性條件下用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的方法，反應(yīng)原理為：5Fe²⁺＋8H^＋＋MnO₄^－5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O。高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液可用性質(zhì)穩(wěn)定、相對(duì)分子質(zhì)量較大的基準(zhǔn)物質(zhì)草酸鈉[M_r(Na₂C₂O₄)＝134.0]進(jìn)行標(biāo)定，反應(yīng)原理為：5C₂O₄^2－＋2MnO₄^－＋16H^＋10CO₂↑＋2Mn²⁺＋8H₂O。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟一：先粗配濃度約為1.5×10^-2mol·L^-1的高錳酸鉀溶液500 mL。

步驟二：稱取Na₂C₂O₄固體m g放入錐形瓶中，用蒸餾水溶解并加稀硫酸酸化，加熱至70~80℃，用(1)所配高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定，從而可標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度。經(jīng)測(cè)定，c(KMnO₄)＝0.0160 mol·L^－1

步驟三：稱取FeSO₄·7H₂O試樣1.073g，放入錐形瓶中，加入適量的水溶解，

步驟四：用標(biāo)準(zhǔn)高錳酸鉀溶液滴定步驟三所配樣品溶液，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液48.00mL。

試回答下列問題：

(1)步驟一中要用到的玻璃儀器是燒杯、___________   、                  。

(2)步驟二中需要對(duì)m的大致值進(jìn)行預(yù)估，你預(yù)估的依據(jù)是                            

___________________________________________________                             。

  (3)本實(shí)驗(yàn)中操作滴定管的以下圖示，正確的是______________（填編號(hào)）。

(4)步驟二的滴定是在一定溫度下進(jìn)行的，操作過程中發(fā)現(xiàn)前一階段溶液褪色較慢，中間階段褪色明顯變快，最后階段褪色又變慢。試根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件分析，溶液褪色明顯變快的原因可能是             ______________________                                 。

(5)請(qǐng)?jiān)谙旅婵瞻滋幵O(shè)計(jì)步驟四中的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理表格(不必填數(shù)據(jù)）。

(6)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定FeSO₄·7H₂O的含量(w)：一級(jí)品100.5%≥w≥99.50%；二級(jí)品  100.5%≥w ≥99.00%；三級(jí)品  101.0%≥w≥98.00%。試判斷該試樣符合國(guó)家________級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。

(7)測(cè)定試樣中FeSO₄·7H₂O的含量時(shí)，有時(shí)測(cè)定值會(huì)超過100%，其原因可能是           

_______________________________________________                               。

Answer 1

(1)量筒、玻璃棒（少答或多答“容量瓶”不給分）（2分）

(2)根據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系、滴定管的規(guī)格（最大容量）及KMnO₄溶液的粗濃度來確定（一般比計(jì)算值低一些）（2分）（或根據(jù)KMnO₄的用量及反應(yīng)的反應(yīng)的定量關(guān)系）

⑶ A （2分）

⑷生成的Mn²⁺為催化劑，使反應(yīng)速率變大（2分）

⑸（2～3次實(shí)驗(yàn)，酌情給分）（2分）

平行實(shí)驗(yàn)編號(hào)	Na2C2O4質(zhì)量 (m)	滴定管起始讀數(shù) (mL)	滴定管滴定終點(diǎn)讀數(shù) (mL)	消耗KMnO4溶液體積 (mL)
1
2
3

 ⑹一（99.50%）（2分）

⑺FeSO₄·7H₂O會(huì)風(fēng)化，失去部分結(jié)晶水（2分）

解析:

（1）由于是粗配，不需要用容量瓶，只要用燒杯,量筒這些粗量器即可．

（2）該步要求由根據(jù)KMnO₄的用量及反應(yīng)的反應(yīng)的定量關(guān)系來算Na₂C₂O₄固體用量，現(xiàn)在KMnO₄ 溶液濃度已知，需要知道它的體積，而體積的最大值就是滴定管的最大容量．

（3）酸性KMnO₄ 溶液必須用酸式滴定管盛裝滴定．

（4）反應(yīng)速度驟然增大往往是由于催化劑＼或升溫＼或加壓（對(duì)氣體參與的反應(yīng)有效），該題所涉及的反應(yīng)物產(chǎn)物為非氣體，而且是在一定溫度下進(jìn)行的，所以最有可能是催化劑所致

（5）見上圖

（６）FeSO₄與KMnO₄反應(yīng)時(shí)分別生成Fe³⁺和Mn²⁺，根據(jù)得失電子守恒可知5 FeSO₄～KMnO_4，

n(KMnO₄)= 0.01600_*0.04800=0.0007680mol , n(FeSO₄·7H₂O)=0.003840mol , m(FeSO₄·7H₂O)=278_*0.003840=1.068g , FeSO₄·7H₂O的含量為1.068/1.073_*100%=99.53%,符合一級(jí)品要求。

（7）FeSO₄·7H₂O會(huì)風(fēng)化，失去部分結(jié)晶水。