Question

（1）小明在做“研究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響”實(shí)驗(yàn)時(shí)，他取了兩只試管，均加入4mL 0.01mol／L的KMnO₄酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H₂C₂O₄（乙二酸）溶液，振蕩，A試管置于熱水中，B試管置于涼水中，記錄溶液褪色所需的時(shí)間。

①需要用       來(lái)酸化KMnO₄溶液，褪色所需時(shí)間t_A    t_B（填“>”、“=”或“<”）。

②寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式                                  。

（2）實(shí)驗(yàn)室有瓶混有泥沙的乙二酸樣品，小明利用這個(gè)反應(yīng)的原理來(lái)測(cè)定其含量，具體操作為：

①配制250 mL溶液：準(zhǔn)確稱量5.0g乙二酸樣品，配成250mL溶液。

②滴定：準(zhǔn)確量取25.00 mL所配溶液于錐形瓶中，加少量酸酸化，將0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液裝入      （填“酸式”或“堿式”）滴定管，進(jìn)行滴定操作。

在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，剛滴下少量KMnO₄溶液時(shí)，溶液迅速變成紫紅色。將錐形瓶搖動(dòng)一段時(shí)間后，紫紅色慢慢消失；再繼續(xù)滴加時(shí)，紫紅色就很快褪色了。請(qǐng)解釋原因：        

                                                   。當(dāng)____                   

                                                     ，證明達(dá)到滴定終點(diǎn)。

③計(jì)算：再重復(fù)上述操作2次，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。

序號(hào)	滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
1	0.00	20.10
2	1.00	20.90
3	1.10	21.10

 

則消耗KMnO₄溶液的平均體積為       mL，已知H₂C₂O₄的相對(duì)分子質(zhì)量為90，則此樣品的純度為                    。

④誤差分析：下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的是            。

A．未用標(biāo)準(zhǔn)濃度的酸性KMnO₄溶液潤(rùn)洗滴定管

B．滴定前錐形瓶有少量水

C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失

D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外

E．觀察讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，滴定后俯視

 

Answer 1

【答案】

（16分）（1）① 硫酸（1分）    <   （1分）

② 5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O      （2分）

（2）② 酸式 （2分）   

反應(yīng)中生成的Mn²⁺具有催化作用，所以隨后褪色會(huì)加快 （2分）

滴入最后一滴KMnO₄溶液，錐形瓶?jī)?nèi)的顏色恰好變成淺紫紅色，且半分鐘不變化（2分）

③  20.00 mL （2分）     90.00%     （2分）

④  ACD       （2分）    （漏寫(xiě)一個(gè)得1分）

【解析】

試題分析：（1）①高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能氧化濃鹽酸，不能氧化硫酸，因此要用稀硫酸酸化高錳酸鉀，不能用鹽酸；升高溫度，能加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，則t_A<t_B；②依題意，乙二酸是弱酸，碳元素由+3升為+4價(jià)，錳元素由+7降為+2價(jià)，根據(jù)電子得失、電荷、原子守恒可得：5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O；（2）②酸性高錳酸鉀能腐蝕橡膠，因此不能裝入堿式滴定管，只能裝入酸式滴定管；乙二酸將高錳酸鉀還原為錳離子，生成錳離子還是乙二酸與高錳酸鉀溶液反應(yīng)的催化劑，加快反應(yīng)速率，因此褪色時(shí)間縮短；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液，錐形瓶?jī)?nèi)的顏色恰好變成淺紫紅色，且半分鐘不變化，就停止滴定，說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)；③三次滴定消耗酸性高錳酸鉀溶液的平均體積為[20.10+(20.90—1.00)+21.10)mL/3=20.00 mL；由于n=c•V，則參加反應(yīng)的高錳酸鉀為0.1000×20.00×10^－3mol；由于5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺=10 CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O，則25.00mL待測(cè)溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2mol H₂C₂O₄，所配250mL溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00mol H₂C₂O₄；由于m=n•M，則5.0g乙二酸樣品中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90g H₂C₂O₄，則其純度為0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90/5.0×100%=90%；④未用標(biāo)準(zhǔn)濃度的酸性高錳酸鉀溶液潤(rùn)洗滴定管，其中殘留的蒸餾水能稀釋裝入的標(biāo)準(zhǔn)溶液，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積增大，測(cè)定結(jié)果偏高，故A正確；水只能影響待測(cè)溶液中乙二酸的濃度，不能影響乙二酸的物質(zhì)的量，其多少（或有無(wú)）對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積增大，則測(cè)定結(jié)果偏高，故C正確；不小心將酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積增多，測(cè)定結(jié)果偏大，故D正確；滴定管的“0”刻度在上，滴定前仰視，讀數(shù)偏大，滴定后俯視，讀數(shù)偏小，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗體積偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故E錯(cuò)誤。

考點(diǎn)：考查綜合實(shí)驗(yàn)，涉及溫度和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響、乙二酸和高錳酸鉀的性質(zhì)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、解釋原因、滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理與純度計(jì)算、誤差分析等。