Question

19．草酸晶體的化學式可表示為H₂C₂O₄•xH₂O（其中C顯+3價），為測定x的值，進行下列實驗：
①稱取wg某草酸晶體配成100.0mL的水溶液，
②取25.0mL所配溶液置于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄，用濃度為cmol/L的KMnO₄溶液滴定，所發(fā)生的離子方程式為：H₂C₂O₄+MnO₄^-+H⁺→CO₂↑+Mn²⁺+H₂O
（1）配平離子方程式：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
（2）滴定時，指示劑應不加（若加則寫出指示劑的名稱，若不加則寫不加），滴定終點的顏色變化為無色變成紫紅色，且半分鐘不褪色．
（3）當w為6.30克、c為0.500mol•L^-1、滴定終點時消耗KMnO₄的體積為10.00mL，則x=2．
（4）若滴定時所用KMnO₄溶液的濃度因久置而變小，則x的值會偏小（填“偏大”、“偏小”或“不變”），對于一定量草酸，所用KMnO₄的濃度過濃或過稀均不合理，濃度過濃或濃度過稀不合理的原因是濃度過濃所消耗KMnO₄體積過小，易造成誤差，濃度過稀所消耗KMnO₄體積過多，多次量取讀數(shù)也易造成誤差．
（5）在滴定過程中常常將錐形瓶的內(nèi)壁用清水沖洗，原因是錐形瓶中蒸餾水對測定結果無影響，滴定時常發(fā)現(xiàn)反應速率開始緩慢，后來逐漸加快，估計原因可能是Mn²⁺對該反應起催化作用．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)氧化還原反應電子守恒，元素化合價變化守恒分析配平離子方程式；
（2）高錳酸鉀溶液是紫紅色，草酸是無色溶液，滴定過程中不需滴定終點的指示劑，利用高錳酸鉀溶液的顏色判斷反應滴定終點；滴入最后一滴溶液呈紫紅色且半分鐘不褪色；
（3）依據(jù)滴定發(fā)生的氧化還原反應離子方程式的定量關系計算得到；
（4）若KMnO₄溶液變質(zhì)，則消耗其體積偏大，所得x值偏��；濃度過濃所消耗KMnO₄體積過小，易造成誤差，濃度過稀所消耗KMnO₄體積過多，多次量取讀數(shù)也易造成誤差；
（5）滴定實驗過程中待測液則溶質(zhì)一定，錐形瓶水洗可以洗掉雜質(zhì)離子，對實驗結果無影響，滴定時常發(fā)現(xiàn)反應速率開始緩慢，后來逐漸加快可能是反應生成的錳離子對反應起到催化作用．

解答 解：（1）H₂C₂O₄+MnO₄^-+H⁺-CO₂↑+Mn²⁺+H₂O，反應中草酸中碳元素化合價從+3價變化為+4價，錳元素化合價從+7價變化為+2價，依據(jù)元素化合價升降相同和原子守恒配平寫出離子方程式為：5H₂C₂O₄+2 MnO₄^-+6 H⁺═10CO₂↑+2 Mn²⁺+8 H₂O；
故答案為：5；2；6；10；2；8；
（2）KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點，不需要外加指示劑；當?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達滴定終點；
故答案為：不加；無色變成紫紅色，且半分鐘不褪色；
（3）由題給化學方程式及數(shù)據(jù)可知，5H₂C₂O₄+2 MnO₄^-+6 H⁺═10CO₂↑+2 Mn²⁺+8 H₂O，1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質(zhì)的量為：0.500 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100ml}{25ml}$=0.0500 mol，
則6.30 g H₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{6.30g-0.0500mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.100 mol，0.0500mol晶體含水0.100mol，1mol晶體中含的結晶水2mol，則x=2，
故答案為：2；
（4）若KMnO₄溶液變質(zhì)，則消耗其體積偏大，所得x值偏�。粷舛冗^濃所消耗KMnO₄體積過小，易造成誤差，濃度過稀所消耗KMnO₄體積過多，多次量取讀數(shù)也易造成誤差；
故答案為：偏小；濃度過濃所消耗KMnO₄體積過小，易造成誤差，濃度過稀所消耗KMnO₄體積過多，多次量取讀數(shù)也易造成誤差；
（5）滴定實驗過程中待測液則溶質(zhì)一定，錐形瓶水洗可以洗掉雜質(zhì)離子，對實驗結果無影響，常常將錐形瓶的內(nèi)壁用清水沖洗，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸減小，化學反應速率減慢，因此不是濃度，催化劑可以加快化學反應速率，應為Mn²⁺對該反應起催化作用，
故答案為：錐形瓶中蒸餾水對測定結果無影響；Mn²⁺對該反應起催化作用．

點評 本題考查中和滴定實驗，題目難度中等，注意掌握草酸含量的計算方法及中和滴定中的誤差分析即可解答，掌握實驗基礎是解題關鍵．