Question

13．为测定某H₂C₂O₄溶液的浓度，取该溶液于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为c mol/L KMnO₄标准溶液滴定．
（1）滴定原理为：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（用离子方程式表示）．
（2）滴定时，KMnO₄溶液应装在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，达到滴定终点时的现象为当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色．
（3）如图表示50mL滴定管中液面的位置，此时滴定管中液面的读数为21.40mL．
（4）为了减小实验误差，该同学一共进行了三次实验，假设每次所取H₂C₂O₄溶液体积均为VmL，三次实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL	26.32	25.35	25.30

从上表可以看出，第一次实验中记录消耗KMnO₄溶液的体积明显多于后两次，其原因可能是BCD
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO₄溶液的体积．
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡．
C．第一次滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过，未用标准液润洗，后两次均用标准液润洗．
D．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗．
E．滴加KMnO₄溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定．
（5）根据所给数据，写出计算H₂C₂O₄的物质的量浓度的表达式（不必化简）：C=$\frac{\frac{5}{2}×c×\frac{（25.35+25.30）}{2}×10{\;}^{-3}}{V×1{0}^{-3}}$mol/L．

Answer 1

分析 （1）H₂C₂O₄与酸性KMnO₄溶液发生氧化还原反应，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被还原成Mn²⁺，根据电子得失守恒、质量守恒和电荷守恒来配平；
（2）KMnO₄具有强氧化性，会腐蚀橡胶管；滴定终点时溶液颜色无色变化为紫色且在30s内颜色不再恢复为原来颜色，证明反应达到终点；
（3）A与C刻度间相差1ml，说明每两个小格之间是0.1mL，A处的刻度21，据此确定B的刻度，注意滴定管的上面数值小，下面数值大；
（4）根据所用过程判断不当操作对相关物理量的影响；
（5）根据化学方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O计算H₂C₂O₄的浓度．

解答 解：（1）H₂C₂O₄与酸性KMnO₄溶液发生氧化还原反应，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被还原成Mn²⁺，反应的离子方程式为：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案为：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）因为KMnO₄具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，故应用酸式滴定管盛装；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反应完毕，当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点；
故答案为：酸式；当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色；
（3）A与C刻度间相差1ml，说明每两个小格之间是0.10mL，A处的刻度为21，A和B之间是四个小格，所以相差0.40mL，则B是21.40mL；
故答案为：21.40；
（4）A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO₄溶液的体积，液面偏高，读数偏小，导致KMnO₄体积偏小，故A错误；
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡，导致KMnO₄体积偏大，故B正确；
C．第一次滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过，未用标准液润洗，后两次均用标准液润洗，KMnO₄浓度偏小，导致KMnO₄体积偏大，故C正确；
D．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗，润洗锥形瓶导致草酸的物质的量偏大，导致KMnO₄体积偏大，故D正确；
E、滴加KMnO₄溶液过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，导致KMnO₄体积偏小，故E错误；
故选：BCD；
（5）三次滴定消耗KMnO₄溶液体积分别为：26.32mLmL、25.35mL、25.30mL，第一次误差较大，舍去，mLmLmL消耗KMnO₄溶液平均体积为$\frac{25.35mL+25.30mL}{2}$，消耗KMnO₄物质的量为n（KMnO₄）=cmol/L×$\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}$，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×cmol/L×$\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}$，则草酸的浓度为$\frac{\frac{5}{2}×cmol/L×\frac{（25.35+25.30）×1{0}^{-3}L}{2}}{V×1{0}^{-3}L}$；
故答案为：$\frac{\frac{5}{2}×c×\frac{（25.35+25.30）}{2}×10{\;}^{-3}}{V×1{0}^{-3}}$．

点评 本题以物质含量为背景考查氧化还原滴定与计算，难度中等，注意实验原理的掌握，滴定管结构与使用等．