Question

某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定某草酸晶體的純度及硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率大小的影響因素，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．化學(xué)反應(yīng)如下：
KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄-K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O（未配平）
實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
Ⅰ．稱(chēng)取2.80g草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）配成100mL草酸溶液
Ⅱ．取25.00ml草酸溶液于錐形瓶中，加入適量稀硫酸，用0.1000mol?L^-1酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗KMnO₄溶液20.00mL
Ⅲ．測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率．
（1）根據(jù)步驟Ⅱ請(qǐng)回答：
①完成酸性高錳酸鉀溶液和H₂C₂O₄（已知草酸為弱酸）溶液反應(yīng)的離子方程式：

 

．
②高錳酸鉀溶液應(yīng)盛裝于

 

（如圖，填“甲”或“乙”）滴定管．
③滴定到達(dá)終點(diǎn)的判斷標(biāo)志是：

 

．
④該草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

 

．
⑤下列造成草酸晶體質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是

 

．
A、滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視  B、滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
C、潤(rùn)洗錐形瓶          D、滴定過(guò)程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁
（2）取3支大小規(guī)格相同的試管，向試管中分別加入2mL 0.1mol?L^-1酸性KMnO₄溶液，將其中一支試管放入冰水中，另一支試管放入80℃的熱水中，第3支試管置于室溫下（25℃）．再向試管中同時(shí)加入2mL 0.1mol?L^-1H₂C₂O₄．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①第3支試管置于室溫下（25℃），有什么作用？

 

．
②放在冰水中的試管在10秒時(shí)剛好反應(yīng)完全，則用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v（KMnO₄）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,中和滴定

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式；
②KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝在酸式滴定管中；
③草酸反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)；
④由關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄計(jì)算，注意溶液體積變化；
⑤由關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

c(KMnO4)V(KMnO4)

V(H2C2O4)

，據(jù)此分析判斷；
（2）①改變條件后與原條件進(jìn)行對(duì)比；
②根據(jù)V=

△c

△t

計(jì)算．

解答： 解：（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
②KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝在酸式滴定管中，甲為酸式滴定管，故答案為：甲；
③高錳酸鉀本身有顏色，故不需要另加指示劑，草酸反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)，
故答案為：加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，且30s內(nèi)紅色不褪去；
④由關(guān)系式    2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知
               2           5
   0.1000mol?L^-1×0.0200L   n
n=0.005mol
 100mL草酸溶液中草酸物質(zhì)的量0.005mol×

100

25

=0.02mol
 草酸晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.02mol×90g/mol

2.80g

×100%=64.28%；
故答案為：64.28%；
⑤由關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

c(KMnO4)V(KMnO4)

V(H2C2O4)

，
A．讀取KMnO₄溶液體積時(shí)，滴定前平視，滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)，導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏小，測(cè)定的測(cè)定草酸的濃度偏低，故A不符合；
B．滴定管內(nèi)在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏大，測(cè)定的草酸濃度偏高，故B符合；
C．錐形瓶用蒸餾水洗凈后潤(rùn)洗，導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量增加，所用高錳酸鉀的體積增大，測(cè)定的草酸濃度偏高，故C符合；
D．滴定過(guò)程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁，對(duì)草酸的物質(zhì)的量無(wú)影響，所用高錳酸鉀體積不變，對(duì)測(cè)定草酸濃度無(wú)影響，故D不符合；
故選BC；
（2）①實(shí)驗(yàn)的目的是看溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故需與常溫進(jìn)行對(duì)照，故答案為：對(duì)照或?qū)Ρ龋?br />②混合后c（（KMnO₄）=

0.1mol/L×2ml

2ml+2ml

=0.05mol/L，v（（KMnO₄）=

0.05mol/L

10s

=0.005mol/（L?s），故答案為：0.005mol/（L?s）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原滴定原理與應(yīng)用、探究影響速率的因素，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．