Question

3．某課外小組欲鑒定某硫酸鈉樣品中是否含有亞硫酸鈉，設(shè)計方案如下：取少量固體配成溶液，往溶液中滴加少量酸性KMnO₄溶液，觀察溶液是否褪色．如果溶液紫色褪去，說明該樣品中含有亞硫酸鈉．
（1）用離子方程式表示該反應(yīng)原理：5SO₃^2-+2MnO₄^-+6H⁺=5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O．
（2）圖I表示100mL量筒中液面的位置，A與B，B與C刻度間相差10mL，如果刻度A為30，量筒中液體的體積是22.0mL．圖II表示25mL滴定管中液面的位置，如果液面處的讀數(shù)是a，則滴定管中液體的體積（填字母）D．
A．等于amL         B．等于（25-a）mL          C．大于amL         D．大于（25-a）mL
（3）該小組同學(xué)欲測定樣品中亞硫酸鈉的含量，操作步驟如下：
a．稱取mg樣品，用蒸餾水溶解并置于錐形瓶中
b．將V₁mL  C₁mol/L的酸性KMnO₄溶液（過量）倒入錐形瓶中振蕩
c．用C₂mol/L草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶液滴定過量的KMnO₄，至滴定終點時用去Na₂C₂O₄溶液V₂mL
①KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中，達(dá)到滴定終點時溶液顏色的變化紫色褪去且半分鐘不恢復(fù)．
②樣品中Na₂SO₃的物質(zhì)的量為10^-3×（2.5C₁V₁-C₂V₂） mol．（用含C₁、V₁、C₂、V₂的代數(shù)式表示）．
（4）下列操作會導(dǎo)致測得的Na₂SO₃的物質(zhì)的量偏高的是BD（填字母，雙選）．
A．未用Na₂C₂O₄標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管   
B．滴定前仰視盛有Na₂C₂O₄溶液的滴定管，滴定后俯視
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失  
D．滴定時搖動錐形瓶，瓶中的液滴濺出．

Answer 1

分析 （1）利用酸性KMnO₄溶液的強(qiáng)氧化性將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，而KMnO₄溶液被還原成錳離子，結(jié)合得失電子守恒和電荷守恒及原子守恒書寫；
（2）量筒刻度從下到上增大，滴定管刻度0刻度在上，從上到下增大，且最大刻度以下沒有刻度，以此解答該題；
（3）①KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；KMnO₄溶液呈紫色，滴入最后一滴Na₂C₂O₄溶液，紫色褪去，說明滴定到終點；
②依據(jù)滴定消耗的Na₂C₂O₄結(jié)合得失電子守恒計算剩余高錳酸鉀的量，再根據(jù)高錳酸鉀和亞硫酸根離子反應(yīng)的定量關(guān)系計算得到；
（4）A．未用Na₂C₂O₄標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏大；  
B．滴定前仰視盛有Na₂C₂O₄溶液的滴定管，滴定后俯視，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏�。�
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏大；
D．滴定時搖動錐形瓶，瓶中的液滴濺出，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏小．

解答 解：（1）該反應(yīng)原理為酸性KMnO₄溶液的強(qiáng)氧化性將亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，而KMnO₄溶液被還原成錳離子，離子方程式為：5SO₃^2-+2MnO₄^-+6H⁺=5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O，故答案為：5SO₃^2-+2MnO₄^-+6H⁺=5SO₄^2-+2Mn²⁺+3H₂O；
（2）量筒小刻度在下，A與B，B與C刻度間相差10mL，刻度A為30，則刻度B為20，AB間每一小格為2mL，則量筒中液體的體積為22.0mL；
滴定管刻度0刻度在上，從上到下增大，圖Ⅱ表示25mL滴定管中液面的位置．如果液面處的讀數(shù)是a，且最大刻度以下沒有刻度，則滴定管中液體的體積一定大于（25-a） mL，
故答案為：22.0；D；
（3）①KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；KMnO₄溶液呈紫色，滴入最后一滴Na₂C₂O₄溶液，紫色褪去，說明滴定到終點，故答案為：酸；紫色褪去且半分鐘不恢復(fù)；
②用C₂mol/L草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶液滴定過量的KMnO₄，至滴定終點時用去Na₂C₂O₄溶液V₂mL，根據(jù)得失電子守恒，則剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量為$\frac{C{\;}_{2}V{\;}_{2}×10{\;}^{-3}×2}{7-2}$mol，所以與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)消耗的高錳酸鉀溶液為C₁V₁×10^-3mol-$\frac{C{\;}_{2}V{\;}_{2}×10{\;}^{-3}×2}{7-2}$mol，依據(jù)反應(yīng)的離子方程式：
     2MnO₄^-+5SO₃^2-+6H⁺=2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O，
        2             5
C₁V₁×10^-3mol-$\frac{C{\;}_{2}V{\;}_{2}×10{\;}^{-3}×2}{7-2}$mol      $\frac{5}{2}$×（C₁V₁×10^-3mol-$\frac{C{\;}_{2}V{\;}_{2}×10{\;}^{-3}×2}{7-2}$mol）=10^-3×（2.5C₁V₁-C₂V₂）mol  
故答案為：10^-3×（2.5C₁V₁-C₂V₂）；
（4）A．未用Na₂C₂O₄標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏大，所以計算出剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量也就偏大，則與亞硫酸根離子反應(yīng)的高錳酸鉀偏小，導(dǎo)致測得的Na₂SO₃的物質(zhì)的量偏小，故A錯誤；  
B．滴定前仰視盛有Na₂C₂O₄溶液的滴定管，滴定后俯視，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏小，所以計算出剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量也就偏小，則與亞硫酸根離子反應(yīng)的高錳酸鉀偏大，導(dǎo)致測得的Na₂SO₃的物質(zhì)的量偏大，故B正確；
C．滴定前滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后消失，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏大，所以計算出剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量也就偏大，則與亞硫酸根離子反應(yīng)的高錳酸鉀偏小，導(dǎo)致測得的Na₂SO₃的物質(zhì)的量偏小，故C錯誤；
D．滴定時搖動錐形瓶，瓶中的液滴濺出，則導(dǎo)致滴定時消耗Na₂C₂O₄體積偏小，所以計算出剩余高錳酸鉀物質(zhì)的量也就偏小，則與亞硫酸根離子反應(yīng)的高錳酸鉀偏大，導(dǎo)致測得的Na₂SO₃的物質(zhì)的量偏大，故B正確；  
故選：BD．

點評 本題考查物質(zhì)組成的推斷，為高頻考點，把握滴定法測定離子的濃度及誤差分析為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目難度不大．