Question

草酸晶体的组成可用H₂C₂O₄?xH₂O表示，为了测定x值，进行如下实验：
称取Wg草酸晶体，配成100.00mL无色水溶液．量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为amol?L^-1的KMnO₄溶液滴定．试回答：

（1）滴定时所发生反应的化学方程式为

 

（2）草酸是二元弱酸，则草酸的电离方程式为

 

请从“电离平衡”的角度解释：为什么草酸的第二步电离比第一步难

 

图I表示100mL量筒中液面的位置，A与B，B与C刻度间相差10mL，如果刻度A为30，量筒中液体的体积是

 

mL．图II表示25mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中液体的体积（填代号）

 

．
A．是amL            B．是（25-a）mL
C．一定大于amL      D．一定大于（25-a）mL
（3）实验中，标准液KMnO₄溶液应装在

 

式滴定管中．若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的x值会

 

（偏大、偏小、无影响）达到滴定终点，溶液由

 

色变为

 

色；
（4）在滴定过程中若用amol?L^-1的KMnO₄溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为

 

mol?L^-1；
（5）若测得x=2，称取某二水合草酸晶体0.1200g，加适量水完全溶解，然后用0.02000mol?L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至终点（杂质不参与反应），滴定前后滴定管中的液面读数如图Ⅲ所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：硫酸铜晶体中结晶水含量的测定,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验设计题

分析：（1）根据题目中给出的条件，可以判断硫酸是反应物，KMnO₄溶液具有氧化性，能将草酸氧化生成二氧化碳，本身钡还原成硫酸锰，再根据化合价升降总数相等以及质量守恒来配平；
（2）根据多元弱酸分步电离；第一步电离产生的氢离子对第二步电离产生了抑制作用；
根据量筒的结构和精确度来解答；根据滴定管的结构来解答；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管；根据c（待测）═

c(标准)×V(标准)

V(待测0

分析误差；根据KMnO₄溶液呈紫色，草酸反应完毕，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，不需要外加指示剂；
（4）根据2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O计算出H₂C₂O₄的物质的量浓度；
（5）先根据2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O计算出H₂C₂O₄的物质的量，然后求出质量并算出样品中草酸晶体的纯度．

解答： 解：（1）硫酸是反应物，KMnO₄溶液具有氧化性，能将草酸氧化生成二氧化碳，本身钡还原成硫酸锰，再根据化合价升降总数相等以及质量守恒来配平得：2KMnO₄ +5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄ +10CO₂↑+2MnSO₄ +8H₂O，
故答案为：2KMnO₄ +5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄ +10CO₂↑+2MnSO₄ +8H₂O；
（2）草酸是二元弱酸，则草酸的电离方程式为H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；由于第一步电离产生的氢离子对第二步电离产生了抑制作用，所以草酸的第二步电离比第一步难；
量筒中液体的体积是22.0mL，由于滴定管下端有一段没有刻度，滴定管中液体的体积一定大于（25-a）mL；
故答案为：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；第一步电离产生的氢离子对第二步电离产生抑制作用；22.0；D；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，故KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中；
在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，蒸馏水不影待测液的量，对V（标准）无影响，根据c（待测）═

c(标准)×V(标准)

V(待测0

分析，c（待测）不变，所测得的x值无影响，
KMnO₄溶液呈紫色，草酸反应完毕，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，不需要外加指示剂；
故答案为：酸；无影响；无色；紫红色；
（4）2KMnO₄ +5H₂C₂O₄ +3H₂SO₄ =K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
      2        5
amol?L^-1×VmL C（H₂C₂O₄）×25.00mL
C（H₂C₂O₄）=

V

10

amol?L^-1，
故答案为：

aV

10

；
（5）消耗的高锰酸钾n（KMnO₄）=0.016L×0.0200mol?L^-1=3.2×10^-3mol，
2KMnO₄ +3H₂SO₄ +5H₂C₂O₄ =K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
2               5
3.2×10^-3mol    8×10^-3mol
样品中二水合草酸的质量为m=8×10^-3mol×126g/mol=8×126×10^-3g=1.008g，
则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为

1.008g

1.2g

×100%=84.00%，
故答案为：84.00%．

点评：解答本题要从实验的目的出发，抓住定量关系，问题都会迎刃而解．只要学生学习过程中牢记并理解这些基本定义，便不难解答此题．