Question

某同学用a mol/L的酸性KMnO₄溶液测定草酸晶体（H₂C₂O₄?xH₂O）中的x值．
（1）称取W g草酸晶体，配成250.00mL的水溶液．
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是

 

和

 

．
②配制主要步骤有：计算-称量--

 

转移--

 

定容一摇匀．
（2）量取配得的25.00mL草酸溶液放入锥形瓶中，用a mol/L的酸性KMnO₄溶液进行滴定，用去V mL．
①量取25.00mL草酸溶液的仪器是

 

．
②配平离子方程式：

 

MnO₄^-+

 

H₂C₂O₄+

 

H⁺--

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

H₂O
③滴定达到终点的标志是

 

．
（3）由以上数据可得x=

 

．
（4）在上述实验中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏低的有

 

A．称取W g草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C．滴定终点读数时仰视滴定管刻度
D．盛KMnO₄溶液的酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失．

Answer 1

分析：（1）①配制准确浓度的草酸溶液，所需要的实验仪器主要有托盘天平（含砝码）、烧杯、药匙、250mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；
②配制主要步骤有：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀．
（2）①量取25.00mL草酸溶液，精确度为0.01mL，可以使用25mL酸式滴定管（或25mL移液管）；
②反应中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素的化合价由+7降低为+2，总共降低5价，H₂C₂O₄→CO₂，C元素的化合价由+3升高为+4，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，故MnO₄^-系数为2，故H₂C₂O₄系数为5，再利用元素守恒与电荷守恒配平其它物质的系数；
③草酸反应完毕，加入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色，说明滴定达到终点；
（3）根据关系式2MnO₄^-～5H₂C₂O₄计算25.00mL草酸溶液中草酸的物质的量，进而计算Wg草酸晶体的物质的量，再根据n=

m

M

计算草酸晶体中x的值；
（4）由（3）中计算可知x=

20W

9aV

-5，据此结合选项分析．

解答：解：（1）①配制准确浓度的草酸溶液，所需要的实验仪器主要有托盘天平（含砝码）、烧杯、药匙、250mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；
故答案为：250mL容量瓶；托盘天平；
②配制主要步骤有：计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀，故答案为：溶解；洗涤；
（2）①量取25.00mL草酸溶液，精确度为0.01mL，可以使用25mL酸式滴定管（或25mL移液管），故答案为：25mL酸式滴定管（或25mL移液管）；
②反应中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素的化合价由+7降低为+2，总共降低5价，H₂C₂O₄→CO₂，C元素的化合价由+3升高为+4，总共升高2价，化合价升降最小公倍数为10，故MnO₄^-系数为2，故H₂C₂O₄系数为5，再利用元素守恒与电荷守恒配平其它物质的系数，配平后为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案为：2；5；6；2；10；8；
③草酸反应完毕，加入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色，说明滴定达到终点；
故答案为：加入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色；
（3）滴定25mL草酸溶液需要高锰酸钾的物质的量为a mol/L×V×10^-3L=aV×10^-3mol，根据关系式2MnO₄^-～5H₂C₂O₄计算25.00mL草酸溶液中草酸的物质的量为2.5aV×10^-3mol，所以Wg草酸晶体的物质的量为2.5aV×10^-3mol×

250mL

25mL

=0.025aVmol，所以

Wg

(90+18x)g/mol

=0.025aVmol，解得x=

20W

9aV

-5；
故答案为：

20W

9aV

-5；
（4）由（3）中计算可知x=

20W

9aV

-5，
A．称取W g草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘，若不使用游码，称量草酸晶体的质量无影响，对测定x的值无影响，若使用游码，称量的草酸晶体的质量偏小，配制的草酸溶液的浓度偏小，消耗的高锰酸钾溶液的体积偏小，导致x的值偏大，故A不符合；
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥，不影响锥形瓶内草酸的物质的量，不影响高锰酸钾溶液的体积，对x的值无影响，故B不符合；
C．滴定终点读数时仰视滴定管刻度，高锰酸钾溶液体积的读数偏大，计算测得x值偏低，故C符合；
D．盛KMnO₄溶液的酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，导致高锰酸钾溶液体积的读数偏大，计算测得x值偏低，故D符合；
故选CD．

点评：主要考查物质组成的测定、对实验原理的理解、溶液配制、氧化还原滴定、实验数据与实验结果的处理能力等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．