Question

18．现有下列仪器或用品：①铁架台（含铁圈、各种铁夹）；②锥形瓶；③滴定管（酸式与碱式）；④烧杯（若干个）；⑤玻璃棒；⑥天平（含砝码）；⑦滤纸；⑧量筒；⑨漏斗．有下列药品：①NaOH固体；②0.1000mol/L的标准NaOH溶液；③未知浓度的盐酸；④Na₂CO₃溶液．试回答以下问题．
（1）做酸碱中和滴定时，还缺少的试剂是蒸馏水和指示剂
（2）小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时，他往两支试管均加入4mL 0.01mol/L的KMnO₄酸性溶液和2mL 0.1mol/L H₂C₂O₄（乙二酸）溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间．褪色所需时间t_A＜t_B（填“＞”、“=”或“＜”）．写出该反应的离子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（3）实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品，小明利用这个反应的原理来测定其含量，具体操作为：
①配制250mL溶液：准确称量5.000g乙二酸样品，配成250mL溶液．
②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.1000mol•L^-1KMnO₄溶液装入酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管，进行滴定操作．在实验中发现，刚滴下少量KMnO₄溶液时，溶液紫红色并没有马上退去．将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色才慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪色了，可能原因是反应中生成的Mn²⁺有催化作用；当滴入最后一滴溶液，由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，说明达到滴定终点．
③计算：重复上述操作2次，记录实验数据如下表．则消耗KMnO₄溶液的平均体积为20.00mL，此样品的纯度为90.00%．（已知H₂C₂O₄的相对分子质量为90）

序号	滴定前读数	滴定后读数
1	0.00	20.01
2	1.00	20.99
3	0.00	21.10

④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是AC．
A．未用标准浓度的酸性KMnO₄溶液润洗滴定管
B．滴定前锥形瓶有少量水
C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视．

Answer 1

分析 （1）根据配制溶液，及酸碱中和滴定所需要的试剂来分析；
（2）温度越高反应速率越快；高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子，据此书写方程式；
（3）②酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，锰离子有催化作用而导致反应速率加快，当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化，证明达到终点；
③平均值等于消耗高锰酸钾的总体积与次数的比值，根据高锰酸钾和草酸之间的关系式计算；
④根据C=$\frac{n}{V}$判断不当操作对n或V的影响判断．

解答 解：（1）在配制氢氧化钠溶液时需要蒸馏水，在酸碱中和滴定的过程中，需要的试剂有酸液、碱液和酸碱指示剂，故还需要的是蒸馏水和酸碱指示剂，
故答案为：蒸馏水和指示剂；
（2）温度越高反应速率越快，A试管置于热水中，则A中的反应速率快，则褪色所用时间短，所以褪色所需时间t_A＜t_B；高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化为二氧化碳，本身被还原为锰离子，即2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：＜；2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）②酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以酸性高锰酸钾溶液应该盛放在酸式滴定管中，高锰酸根离子被还原生成的锰离子有催化作用而导致反应速率加快，当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化，证明达到终点，
故答案为：酸式；反应中生成的Mn²⁺有催化作用；滴入最后一滴溶液，由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色；
③第三次消耗体积与第一次和第二次相差较大，所以要舍去，则消耗KMnO₄溶液的平均体积=$\frac{（20.10-0.00）+（20.90-1.00）}{2}$mL=20.00mL，
设样品的纯度为x，
5H₂C₂O₄ +2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
450g             2mol
5.0x×$\frac{1}{10}$g    （0.1×0.020）mol
x=$\frac{0.1×0.020×450}{2×5.0×0.1}$×100%=90.00%，
故答案为：20.00；90.00%；
④A．酸式滴定管水洗后未用待测液润洗，会导致酸性高锰酸钾浓度偏小，需要高锰酸钾体积偏大，测定值偏大，故A正确；
B．锥形瓶内有水，对实验无影响，故B错误；
C．定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，会导致测定高锰酸钾体积偏大，测定值偏大，故C正确；
D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，导致测定高锰酸钾体积偏小，测定值偏小，故D错误；
故答案为：AC．

点评 本题考查了探究物质的组成及其含量的测定及中和滴定原理的应用，难度较大，注意把握实验基本方法，能会分析导致误差的不当操作，注意把握实验操作要点和注意事项．