Question

20．滴定分析是一种常用的定量分析法．
（一）某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂．请填写下列空白：
（1）用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化，直到因加入一滴盐酸后，溶液由红色突变为无色（填写颜色变化），并半分钟内不恢复为止．
（2）下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是D（填字母序号）．
A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（二）KMnO₄溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液，四氯化硅粗产品经精馏后，得到的残留物中常含有铁元素，为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺═5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
请回答下列问题：
（3）准确量取一定体积的KMnO₄溶液需要使用的仪器是酸式滴定管；
（4）①滴定前是否要滴加指示剂？否（填“是”或“否”），请说明理由：高锰酸钾溶液有颜色，故不需其他指示剂；
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10^-2 mol•L^-1 KMnO₄标准溶液滴定．达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是4.48%．

Answer 1

分析 （一）（1）酸碱中和滴定时，眼睛要注视锥形瓶内溶液的颜色变化；滴定终点时溶液颜色由红色突变为无色；
（2）根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）×的影响，以此判断浓度的误差；
（二）（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，应用酸式滴定管；
（4）①根据MnO₄^-转变成Mn²⁺溶液颜色有紫色变成无色，现象明显；
②先根据关系式5Fe²⁺～MnO₄^-计算出100mL溶液中含有的铁，可求出质量百分数．

解答 解：（1）酸碱中和滴定时，眼睛要注视锥形瓶内溶液的颜色变化，滴定终点时溶液颜色由红色突变为无色，且半分钟内不褪色，
故答案为：锥形瓶中溶液颜色的变化；红色突变为无色；
（2）A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液，标准液的浓度偏小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$可知，测定c（NaOH）偏大，故A错误；
B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥，待测液的物质的量不变，对V（标准）无影响，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$可知，测定c（NaOH）无影响，故B错误；
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$可知，测定c（NaOH）偏大，故C错误；
D．读取盐酸体积时，滴定结束时俯视读数，造成V（标准）偏小，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$可知，测定c（NaOH）偏低，故D正确；
故选D；
（二）（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，准确量取一定体积的KMnO₄溶液需要使用的仪器是酸式滴定管，故答案为：酸式滴定管；
（4）①MnO₄^-转变成Mn²⁺溶液颜色有紫色变成无色，KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定时，不需要指示剂，
故答案为：否；高锰酸钾溶液有颜色，故不需其他指示剂；
②用关系式法计算：
     5Fe^2+_～MnO₄^-
4×10^-3mol 1.000×10^-2mol•L^-1×0.02L×4
铁元素的质量为：4×10^-3mol×56g/mol=2.24×10^-1g，铁元素的质量分数$\frac{2.24×1{0}^{-1}}{5.000}$×100%=4.480%，
故答案为：4.48%．

点评 本题考查物质含量的测定，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，注意把握实验的原理、操作方法以及相关的计算，难度中等．