Question

12．酸性KMnO₄溶液在工业生产和医疗卫生行业，常用于还原性试剂的标定剂，在滴定过程中酸性KMnO₄既可做标准液，又可做指示剂．现在用0.01mol/L 酸性KMnO₄标准溶液，标定某浓度的H₂C₂O₄溶液（杂质不和KMnO₄反应），实验过程如下：
第一步：配置0.01mol/L 的KMnO₄标准液；
第二步：取20mL某浓度的H₂C₂O₄溶液，用配好的KMnO₄溶液，在酸性环境下，滴定至终点，记录数据，重复操作2次，三次数据取平均值，消耗酸性KMnO₄溶液体积为30.00mL，请回答下列问题：
（1）配制标准液过程，若需要480mL的KMnO₄标准液，需选取500mL容量瓶，需称取KMnO₄标固体0.8g．
（2）滴定过程发生的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）滴定过程标准液应盛放在酸式滴定管中（填“酸式”或“碱式”），滴定终点的现象是当滴下最后一滴KMnO₄标准溶液时，溶液颜色变为紫红色，且在半分钟内不褪色；
（4）通过计算H₂C₂O₄样品中H₂C₂O₄的物质的量为3.75×10^-2mol/L，滴定过程中若开始时滴定管有气泡滴定后气泡消失，则所测得H₂C₂O₄溶液浓度偏大（填“偏大”或者“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）欲配制480mL0.01mol/L 酸性KMnO₄标准溶液，应选择500mL容量瓶，配制500ml 0.01mol/L 酸性KMnO₄标准溶液，溶液中KMnO₄的物质的量为：0.5L×0.01mol•L^-1=0.005mol，则KMnO₄的质量为：0.005mol×158g/mol=0.79g；
（2）滴定时KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄溶液生成二氧化碳和锰离子，根据氧化还原反应得失电子守恒书写离子方程式；
（3）滴定过程中用KMnO₄标准溶液进行滴定，根据KMnO₄标准溶液具有强氧化性选择滴定管；根据KMnO₄标准溶液本身就是一种指示剂判断滴定终点的现象；
（4）利用关系式法计算H₂C₂O₄的物质的量浓度来分析；滴定过程中若开始时滴定管有气泡滴定后气泡消失，说明消耗KMnO₄标准溶液偏大，据此分析．

解答 解：（1）欲配制480mL0.01mol/L 酸性KMnO₄标准溶液，应选择500mL容量瓶，配制500ml 0.01mol/L 酸性KMnO₄标准溶液，溶液中KMnO₄的物质的量为0.5L×0.01mol•L^-1=0.005mol，则KMnO₄的质量为0.005mol×158g/mol=0.79g，由托盘天平称量的精确度为0.1g，所以需称取KMnO₄的质量为0.8g，故答案为：500；0.8；
（2）滴定时KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄溶液生成二氧化碳和锰离子，根据氧化还原反应得失电子守恒，则发生的离子方程式为2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，故答案为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）滴定过程中用KMnO₄标准溶液进行滴定，因为KMnO₄标准溶液具有强氧化性，所以选择酸式滴定管；因KMnO₄标准溶液本身就是一种指示剂，滴入最后一滴溶液变为紫色，且在半分钟内不褪色；
故答案为：酸式；当滴下最后一滴KMnO₄标准溶液时，溶液颜色变为紫红色，且在半分钟内不褪色；
（4）由2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可知，
5H₂C₂O_{4^～～～～}2MnO₄^-
7.5×10^-4mol  0.01mol•L^-1×0.03L
H₂C₂O₄的物质的量浓度为 $\frac{7.5×10{\;}^{-4}mol}{0.02L}$=3.75×10^-2mol/L，
滴定过程中若开始时滴定管有气泡滴定后气泡消失，说明消耗KMnO₄标准溶液偏大，则所测得H₂C₂O₄溶液浓度偏大，
故答案为：3.75×10^-2mol/L；偏大．

点评 本题考查了滴定法测定未知溶液浓度的实验方法，涉及溶液的配制，滴定实验的终点判断，滴定过程的计算应用，题目难度中等．