Question

14．（1）现欲配制100mL 0.5mol/L的KMnO₄溶液．已知M KMnO₄=158g/mol．回答下列问题：
①通过计算，应称取KMnO₄固体的质量为7.9g．
②实验中除用到托盘天平、药匙、烧杯等仪器外，还必须用到的玻璃仪器为100mL容量瓶
和玻璃棒、胶头滴管．
③配制0.5mol/L的KMnO₄溶液的操作步骤为（填写空白）：
计算⇒称量⇒溶解⇒移液⇒洗涤⇒定容⇒摇匀．
（2）配制0.5mol/L的KMnO₄溶液时，下列操作对配制结果有何影响？（填偏低、偏高、）
①称量时使用了游码，而试剂与砝码的左右位置颠倒偏低．
②定容时，仰视刻度线偏低．
③配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒偏低
（3）配制0.5mol/L的KMnO₄溶液，定容时不慎加水超过了刻度线，应如何操作？重新配制．
（4）高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与亚铁离子反应，先配平下面离子方程式
1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
某同学用上述配好的KMnO₄溶液滴定20.00mL未知浓度的FeSO₄溶液，滴定完成后消耗KMnO₄溶液10.00mL，则FeSO₄溶液的物质的量浓度为1.25mol/L．

Answer 1

分析 （1）①依据m=CVM计算需要溶质的质量；
②依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤（计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签）选择需仪器：
③依据配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤解答；
（2）分析操作对溶质的物质的量和溶液体积的影响，依据C=$\frac{n}{V}$进行误差分析；
（3）不当操作导致实验失败的，且无法补救的需要重新配制；
（4）该反应中，锰元素的化合价由+7价变为+2价，铁元素的化合价由+2价变为+3价，依据氧化还原反应化合价升级数目相等，原子个数守恒配平方程式；
依据方程式：1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，可知MnO₄^-～5Fe²⁺，据此计算硫酸亚铁的物质的量浓度．

解答 解：（1）①配制100mL 0.5mol/L的KMnO₄溶液，需要高锰酸钾的质量m=0.5mol/L×0.1L×158g/mol=7.9g；
②配制100mL 0.5mol/L的KMnO₄溶液的一般步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签，用到的仪器：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃杯、100mL容量瓶、胶头滴管；
所以还缺少的仪器：玻璃杯、100mL容量瓶、胶头滴管；
故答案为：玻璃杯、100mL容量瓶、胶头滴管；
③配制100mL 0.5mol/L的KMnO4溶液的一般步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀；
故答案为：溶解、定容；
（2）①称量时使用了游码，而试剂与砝码的左右位置颠倒，实际称得固体质量为砝码减去游码的质量，质量偏小，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低；
故答案为：偏低；
②定容时，仰视刻度线，导致溶液体积偏大，溶液浓度偏低；
故答案为：偏低；
③配制过程中未洗涤烧杯和玻璃棒，导致部分溶质损耗，溶质的物质的量偏小，溶液浓度偏低；
故答案为：偏低；
（3）配制0.5mol/L的KMnO₄溶液，定容时不慎加水超过了刻度线，实验失败且无法补救，必须重新配制；
故答案为：重新配制；
（4）该反应中，锰元素的化合价由+7价变为+2价，铁元素的化合价由+2价变为+3价，要使氧化剂得到电子数等于还原剂失去电子数则：高锰酸根离子系数为1，二价铁离子系数为5，依据原子个数守恒方程式：1MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=1Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
10mL 0.5mol/L的KMnO₄溶液含义高锰酸钾物质的量为：0.5mol/L×0.01L=0.005mol，依据MnO₄^-～5Fe²⁺，消耗二价铁离子物质的量为：0.005mol×5=0.025mol，则硫酸亚铁的物质的量为0.025mol，物质的量浓度为：$\frac{0.025mol}{0.02L}$=1.25mol/L；
故答案为：1，5，8，1，5，4；1.25mol/L．

点评 本题为综合题，考查了一定物质的量浓度溶液配制、氧化还原方程式配平及氧化还原滴定，明确配制原理及操作步骤，熟悉氧化还原反应滴定中反应物之间关系是解题关键，题目难度中等．