Question

某化學興趣小組為了測定某草酸晶體的純度及硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應的化學反應速率大小的影響因素，設計了如下實驗．化學反應如下：
KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄-K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O（未配平）
實驗主要步驟如下：
Ⅰ．稱取2.80g草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）配成100mL草酸溶液
Ⅱ．取25.00ml草酸溶液于錐形瓶中，加入適量稀硫酸，用0.1000mol?L^-1酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗KMnO₄溶液20.00mL
Ⅲ．測定化學反應速率．
（1）根據(jù)步驟Ⅱ請回答：
①完成酸性高錳酸鉀溶液和H₂C₂O₄（已知草酸為弱酸）溶液反應的離子方程式：

 

．
②高錳酸鉀溶液應盛裝于

 

（如圖，填“甲”或“乙”）滴定管．
③滴定到達終點的判斷標志是：

 

．
④該草酸晶體的質量分數(shù)為：

 

．
⑤下列造成草酸晶體質量分數(shù)偏高的是

 

．
A、滴定終點讀數(shù)時俯視  B、滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
C、潤洗錐形瓶          D、滴定過程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁
（2）取3支大小規(guī)格相同的試管，向試管中分別加入2mL 0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，將其中一支試管放入冰水中，另一支試管放入80℃的熱水中，第3支試管置于室溫下（25℃）．再向試管中同時加入2mL 0.1mol?L^-1H₂C₂O₄．請回答下列問題：
①第3支試管置于室溫下（25℃），有什么作用？

 

．
②放在冰水中的試管在10秒時剛好反應完全，則用KMnO₄表示的化學反應速率為v（KMnO₄）=

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,中和滴定

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時自身被還原生成二價錳離子，根據(jù)氧化還原反應得失電子守恒配平反應方程式；
②KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應裝在酸式滴定管中；
③草酸反應完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說明滴定到終點；
④由關系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄計算，注意溶液體積變化；
⑤由關系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

c(KMnO4)V(KMnO4)

V(H2C2O4)

，據(jù)此分析判斷；
（2）①改變條件后與原條件進行對比；
②根據(jù)V=

△c

△t

計算．

解答： 解：（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時自身被還原生成二價錳離子，離子反應方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
②KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，應裝在酸式滴定管中，甲為酸式滴定管，故答案為：甲；
③高錳酸鉀本身有顏色，故不需要另加指示劑，草酸反應完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說明滴定到終點，
故答案為：加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，且30s內(nèi)紅色不褪去；
④由關系式    2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知
               2           5
   0.1000mol?L^-1×0.0200L   n
n=0.005mol
 100mL草酸溶液中草酸物質的量0.005mol×

100

25

=0.02mol
 草酸晶體的質量分數(shù)=

0.02mol×90g/mol

2.80g

×100%=64.28%；
故答案為：64.28%；
⑤由關系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

c(KMnO4)V(KMnO4)

V(H2C2O4)

，
A．讀取KMnO₄溶液體積時，滴定前平視，滴定結束后俯視讀數(shù)，導致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏小，測定的測定草酸的濃度偏低，故A不符合；
B．滴定管內(nèi)在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏大，測定的草酸濃度偏高，故B符合；
C．錐形瓶用蒸餾水洗凈后潤洗，導致草酸的物質的量增加，所用高錳酸鉀的體積增大，測定的草酸濃度偏高，故C符合；
D．滴定過程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁，對草酸的物質的量無影響，所用高錳酸鉀體積不變，對測定草酸濃度無影響，故D不符合；
故選BC；
（2）①實驗的目的是看溫度對反應速率的影響，故需與常溫進行對照，故答案為：對照或對比；
②混合后c（（KMnO₄）=

0.1mol/L×2ml

2ml+2ml

=0.05mol/L，v（（KMnO₄）=

0.05mol/L

10s

=0.005mol/（L?s），故答案為：0.005mol/（L?s）．

點評：本題考查氧化還原滴定原理與應用、探究影響速率的因素，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．