Question

12．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組的研究課題是：探究測定草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）中x的值．該組同學(xué)通過查閱資料查尋得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液進(jìn)行滴定：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了滴定的方法測定x值．
①稱取1.260g純草酸晶體，將其制成100.00mL水溶液為待測液．
②取25.00mL待測液放入錐形瓶中，再加入適量的稀H₂SO₄
③用濃度為0.1000mol/L的酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了10.00mL．
請回答下列問題：
（1）配制100.00mL待測液時(shí)，使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒及膠頭滴管外，還需要100mL容量瓶．
（2）滴定時(shí)，將酸性KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液裝在如圖中的甲（填“甲”或“乙”）滴定管中．本實(shí)驗(yàn)滴定達(dá)到終點(diǎn)的標(biāo)志是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色．
（3）通過上述數(shù)據(jù)，求得x=2．
（4）討論：
①若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管，則由此測得的x值會偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）．
②若滴定時(shí)所用的酸性KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，則由此測得的x值會偏小．

Answer 1

分析 （1）配制100.00mL溶液時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）酸性溶液盛放在酸式滴定管中，堿性溶液盛放在堿性滴定管中；
酸性高錳酸鉀溶液呈紫色，草酸和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（3）由題給化學(xué)方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及數(shù)據(jù)可知，1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質(zhì)的量為：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，則1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，根據(jù)草酸和水的物質(zhì)的量之比確定x值；
（4）根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）．V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析不當(dāng)操作對V（標(biāo)準(zhǔn)）的影響，以此判斷濃度的誤差，從而判斷對測得的x值的影響．

解答 解：（1）配制100.00mL溶液時(shí)，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，所以還需要的儀器是100mL容量瓶，故答案為：100mL容量瓶；
（2）酸性高錳酸鉀溶液呈酸性，應(yīng)該用酸式滴定管甲盛放；酸性高錳酸鉀溶液呈紫色，草酸和酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則終點(diǎn)現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：甲；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）由題給化學(xué)方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及數(shù)據(jù)可知，1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質(zhì)的量為：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，則1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，草酸和水的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比=0.0100mol：0.0200mol=1：2，所以x=2，
故答案為：2；
（4）①若滴定終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管刻度，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）．V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$知，c（待測）偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大，
故答案為：偏大；
②若滴定時(shí)所用的KMnO₄溶液因久置而導(dǎo)致濃度變小，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）．V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$知，c（待測）偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏小，
故答案為：偏�。�

點(diǎn)評 本題以滴定實(shí)驗(yàn)為載體考查物質(zhì)組成，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析及判斷能力，明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和方法是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是誤差分析，注意量筒和滴定管俯視時(shí)讀數(shù)誤差區(qū)別，為易錯點(diǎn)，