Question

12．通過下列兩步實(shí)驗(yàn)測定草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）中結(jié)晶水x的值：
（1）稱取mg草酸晶體，配制成100.0mL溶液．
（2）取25.0mL所配溶液置于錐形瓶中，加入適量稀硫酸后，用濃度為a mol•L^-1 KMnO₄溶液進(jìn)行滴定．
其反應(yīng)原理是：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
請回答下列問題：
①實(shí)驗(yàn)（2）中，KMnO₄應(yīng)裝在酸式滴定管中（填“酸式”、“堿式”），滴定前是否需要在錐形瓶內(nèi)加入指示劑否（填“是”、“否”），原因是紫紅色KMnO₄溶液被H₂C₂O₄還原為Mn²⁺時(shí)溶液褪色、當(dāng)最后一滴KMnO₄滴入時(shí)，溶液中紫紅色不再褪去即為滴定終定；
②若滴定用的KMnO₄溶液因放置時(shí)間過長而部分變質(zhì)，濃度偏低，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的x值偏低（填“偏高”、“偏低”、“無影響”）；
③若滴定終點(diǎn)時(shí)，共用去KMnO₄溶液VmL，則草酸溶液濃度為$\frac{aV}{10}$mol•L^-1，x=$\frac{50m-45aV}{9aV}$（用含有m、V的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 ①KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；
KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點(diǎn)，不需要外加指示劑；
②由題給化學(xué)方程式及數(shù)據(jù)可得出X，若滴定用的KMnO₄溶液因放置時(shí)間過長而部分變質(zhì)，濃度偏低，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏低；
③根據(jù)化學(xué)方程式及各物質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：①KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；
KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點(diǎn)，不需要外加指示劑，
故答案為：酸；否；紫紅色KMnO₄溶液被H₂C₂O₄還原為Mn²⁺時(shí)溶液褪色、當(dāng)最后一滴KMnO₄滴入時(shí)，溶液中紫紅色不再褪去即為滴定終定；
②若滴定用的KMnO₄溶液因放置時(shí)間過長而部分變質(zhì)，濃度偏低，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏低，
故答案為：偏低；
③由2MnO₂^-+5H₂C₂O₄ +6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O  
    2mol             5mol
aV×10^-3mol       0.025×Cmol
$\frac{2mol}{aV×1{0}^{-3}mol}$=$\frac{5mol}{0.025L×cmol/L}$
解得：C=$\frac{aV}{10}$mol•L^-1
H₂C₂O₄•xH₂O～H₂C₂O₄ ～xH₂O
1mol                               18xg
0.1aV×0.1              w-0.1aV×0.1×90
$\frac{1mol}{0.1aV×0.1}$=$\frac{18xg}{w-0.1aV×0.1×90}$
解得x=$\frac{50m-45aV}{9aV}$．
故答案為：$\frac{aV}{10}$；$\frac{50m-45aV}{9aV}$．

點(diǎn)評 本題考查了滴定操作、滴定應(yīng)用與計(jì)算、物質(zhì)組成含量測定等，難度題目中等，注意滴定中經(jīng)常根據(jù)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，掌握根據(jù)關(guān)系式計(jì)算方法．