Question

15．某學(xué)習(xí)小組對(duì)影響速率的因素和氧化還原反應(yīng)滴定進(jìn)行探究：
探究I“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”，選用4mL0.01mol/LKMn04溶液與2mL0.1mol/L H2C2O4溶液在稀硫酸中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變條件如表：

組別	草酸的體積（mL）	溫度	其他物質(zhì)
①	2Ml	20	無(wú)
②	2mL	20	10滴飽和MnS04溶液
③	2mL	30	無(wú)
④	1mL	20	1mL蒸饋水

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，使用實(shí)驗(yàn)①和③．
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，可以研究反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)④中加入1mL蒸餾水的目的是確保①和④組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）或確保溶液總體積不變．
探究II．該小組查閱資料得知：2Mn0₄^-+5C₂0₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，欲利用該反應(yīng)測(cè)定某草酸鈉（Na₂C₂0₄）樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．該小組稱量1.34g草酸鈉樣品溶于稀硫酸中，然后用0.200mol/L的酸性高鍵酸鉀溶液進(jìn)行滴定（其中的雜質(zhì)不跟高錳酸鉀和稀硫酸反應(yīng)）．
（1）滴定前是否要滴加指示劑？否．（填“是”或“否”）
（2）下列操作中可能使所測(cè)Na₂C₂0₄溶液的濃度數(shù)值偏低的是
A．酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)酸性高錳酸鉀溶液潤(rùn)洗就直接注入酸性高錳酸鉀溶液
B．滴定前盛放Na₂C₂0₄溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi)有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
D．讀取酸性高錳酸鉀溶液體積時(shí)，開(kāi)始仰視讀數(shù)，滴定結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù)
（3）達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了15.00mL的高錳酸鉀溶液，樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）探究反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響，需在其它條件相同，的條件下，對(duì)比實(shí)驗(yàn)；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，從提供的反應(yīng)物的差異解答；
II（1）根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，過(guò)程中不需要加指示劑；
（2）根據(jù)C（待測(cè)）═$\frac{C（標(biāo)準(zhǔn)）×V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$ 分析誤差；
（3）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價(jià)錳離子、二氧化碳和水，根據(jù)反應(yīng)計(jì)算．

解答 解：Ⅰ（1）由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，探究反�?yīng)物濃度、溫度、催化劑對(duì)反應(yīng)速率影響，需在相同的條件下對(duì)比實(shí)驗(yàn)，同濃度溶液，在相同溫度下進(jìn)行反應(yīng)，①無(wú)催化劑，②有催化劑，對(duì)比實(shí)驗(yàn)，
故答案為：研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；①和③；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，10%硫酸的體積不同，其它物質(zhì)，Ⅳ中加入了蒸餾水，說(shuō)明兩組實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物的濃度不同，所以可通過(guò)探究反應(yīng)物的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響；對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和④，④中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，就不能保證，4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液，反應(yīng)物濃度相同，實(shí)驗(yàn)④中加入1mL蒸餾水的目的是保證了KMnO₄溶液與H₂C₂O₄溶液的起始濃度相同，
故答案為：確保①和④組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中c（KMnO₄）或確保溶液總體積不變；
II（1）酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，再滴入酸性高錳酸鉀溶液時(shí)，紫紅色不再褪去，故不需要指示劑，
故答案為：否；
（2）根據(jù)C（待測(cè)）═$\frac{C（標(biāo)準(zhǔn)）×V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測(cè)）}$ 分析誤差，
A．酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)酸性高錳酸鉀溶液潤(rùn)洗就直接注入酸性高錳酸鉀溶液，需要草酸鈉的量偏低，結(jié)果偏低，故A正確；
B．滴定前盛放Na₂C₂0₄溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi)有干燥，無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；
C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，需要草酸鈉的量偏小，濃度偏低，故C正確；
D．讀取酸性高錳酸鉀溶液體積時(shí)，開(kāi)始仰視讀數(shù)，滴定結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù)，草酸鈉用量偏高，濃度偏高，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC；
（3）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶于稀硫酸中，然后用酸性高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定，消耗n（KMnO₄）=0.015L×0.200mol•L^-1=3×10^-3mol，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，則
2MnO₄^-_～  5C₂O₄^2-
2              5
3×10^-3mol     7.5×10^-3mol    
樣品中草酸鈉的質(zhì)量為m=7.5×10^-3mol×134g/mol=7.5×134×10^-3g，
樣品中草酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{7.5×1{0}^{-3}mol×134g•mo{l}^{-1}}{1.34g}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點(diǎn)評(píng) 該題涉及到氧化還原滴定，雖然基于反應(yīng)原理與中和滴定不同，但實(shí)驗(yàn)原理及操作和所用儀器等類似，由于該反應(yīng)有明顯的顏色變化，故可不用指示劑，題目難度中等．