Question

18．現(xiàn)有下列儀器或用品：①鐵架臺（含鐵圈、各種鐵夾）；②錐形瓶；③滴定管（酸式與堿式）；④燒杯（若干個）；⑤玻璃棒；⑥天平（含砝碼）；⑦濾紙；⑧量筒；⑨漏斗．有下列藥品：①NaOH固體；②0.1000mol/L的標準NaOH溶液；③未知濃度的鹽酸；④Na₂CO₃溶液．試回答以下問題．
（1）做酸堿中和滴定時，還缺少的試劑是蒸餾水和指示劑
（2）小明在做“研究溫度對反應(yīng)速率的影響”實驗時，他往兩支試管均加入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試管置于冷水中，記錄溶液褪色所需的時間．褪色所需時間t_A＜t_B（填“＞”、“=”或“＜”）．寫出該反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（3）實驗室有瓶混有泥沙的乙二酸樣品，小明利用這個反應(yīng)的原理來測定其含量，具體操作為：
①配制250mL溶液：準確稱量5.000g乙二酸樣品，配成250mL溶液．
②滴定：準確量取25.00mL所配溶液于錐形瓶中，加少量酸酸化，將0.1000mol•L^-1KMnO₄溶液裝入酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管，進行滴定操作．在實驗中發(fā)現(xiàn)，剛滴下少量KMnO₄溶液時，溶液紫紅色并沒有馬上退去．將錐形瓶搖動一段時間后，紫紅色才慢慢消失；再繼續(xù)滴加時，紫紅色就很快褪色了，可能原因是反應(yīng)中生成的Mn²⁺有催化作用；當?shù)稳胱詈笠坏稳芤海�由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明達到滴定終點．
③計算：重復上述操作2次，記錄實驗數(shù)據(jù)如下表．則消耗KMnO₄溶液的平均體積為20.00mL，此樣品的純度為90.00%．（已知H₂C₂O₄的相對分子質(zhì)量為90）

序號	滴定前讀數(shù)	滴定后讀數(shù)
1	0.00	20.01
2	1.00	20.99
3	0.00	21.10

④誤差分析：下列操作會導致測定結(jié)果偏高的是AC．
A．未用標準濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管
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．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制溶液，及酸堿中和滴定所需要的試劑來分析；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越快；高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，據(jù)此書寫方程式；
（3）②酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，錳離子有催化作用而導致反應(yīng)速率加快，當?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液，錐形瓶內(nèi)的顏色恰好變成紫紅色且半分鐘不變化，證明達到終點；
③平均值等于消耗高錳酸鉀的總體積與次數(shù)的比值，根據(jù)高錳酸鉀和草酸之間的關(guān)系式計算；
④根據(jù)C=$\frac{n}{V}$判斷不當操作對n或V的影響判斷．

解答 解：（1）在配制氫氧化鈉溶液時需要蒸餾水，在酸堿中和滴定的過程中，需要的試劑有酸液、堿液和酸堿指示劑，故還需要的是蒸餾水和酸堿指示劑，
故答案為：蒸餾水和指示劑；
（2）溫度越高反應(yīng)速率越快，A試管置于熱水中，則A中的反應(yīng)速率快，則褪色所用時間短，所以褪色所需時間t_A＜t_B；高錳酸鉀具有強氧化性，能將草酸氧化為二氧化碳，本身被還原為錳離子，即2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：＜；2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）②酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以酸性高錳酸鉀溶液應(yīng)該盛放在酸式滴定管中，高錳酸根離子被還原生成的錳離子有催化作用而導致反應(yīng)速率加快，當?shù)稳胱詈笠坏胃咤i酸鉀溶液，錐形瓶內(nèi)的顏色恰好變成紫紅色且半分鐘不變化，證明達到終點，
故答案為：酸式；反應(yīng)中生成的Mn²⁺有催化作用；滴入最后一滴溶液，由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
③第三次消耗體積與第一次和第二次相差較大，所以要舍去，則消耗KMnO₄溶液的平均體積=$\frac{（20.10-0.00）+（20.90-1.00）}{2}$mL=20.00mL，
設(shè)樣品的純度為x，
5H₂C₂O₄ +2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
450g             2mol
5.0x×$\frac{1}{10}$g    （0.1×0.020）mol
x=$\frac{0.1×0.020×450}{2×5.0×0.1}$×100%=90.00%，
故答案為：20.00；90.00%；
④A．酸式滴定管水洗后未用待測液潤洗，會導致酸性高錳酸鉀濃度偏小，需要高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，故A正確；
B．錐形瓶內(nèi)有水，對實驗無影響，故B錯誤；
C．定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，會導致測定高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，故C正確；
D．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，導致測定高錳酸鉀體積偏小，測定值偏小，故D錯誤；
故答案為：AC．

點評 本題考查了探究物質(zhì)的組成及其含量的測定及中和滴定原理的應(yīng)用，難度較大，注意把握實驗基本方法，能會分析導致誤差的不當操作，注意把握實驗操作要點和注意事項．