Question

18．已知KMnO₄、MnO₂在酸性條件下均能將草酸 （H₂C₂O₄）氧化：
（ i）MnO₄^-+H₂C₂O₄+H⁺→Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（未配平）
（ ii）MnO₂+H₂C₂O₄+2H⁺=Mn²⁺+2CO₂↑+2H₂O
某研究小組為測(cè)定某軟錳礦中MnO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，準(zhǔn)確稱取1.20g軟錳礦樣品，加入1.80g草酸，再加入足量的稀硫酸并加熱（雜質(zhì)不參加反應(yīng)），充分反應(yīng)之后冷卻、濾去雜質(zhì)，將所得溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中并定容；從中取出25.00mL待測(cè)液置于錐形瓶中，再用0.020mol•L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)?shù)稳?0.00mLKMnO₄溶液時(shí)恰好完全反應(yīng)．試回答下列問(wèn)題：
①方程式（ i）配平后H₂C₂O₄的計(jì)量系數(shù)為5．
②0.020mol•L^-1KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)置于甲（填“甲”或“乙”）滴定管中；   滴定終點(diǎn)的顏色變化是當(dāng)看到滴入一滴KMnO₄溶液，錐形瓶中溶液立即變成紫色，且半分鐘不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)．
③你能否幫助該研究小組求得軟錳礦中MnO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；若“能”，請(qǐng)給出計(jì)算結(jié)果；若“否”，試說(shuō)明原因．“能”的計(jì)算結(jié)果或“否”的原因說(shuō)明否；因?yàn)椴恢�道容量瓶的�?guī)格．
④若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在下列操作，其中會(huì)使所測(cè)MnO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的是AD．
A．滴定前尖嘴部分有一氣泡，滴定終點(diǎn)時(shí)消失
B．溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，未將燒杯、玻棒洗滌
C．滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)
D．定容時(shí)，俯視刻度線
E．錐形瓶水洗之后未用待測(cè)液潤(rùn)洗．

Answer 1

分析 ①反應(yīng)中MnO₄^-→Mn²⁺，錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，H₂C₂O₄→CO₂，碳元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4，共升高2價(jià)，化合價(jià)最小公倍數(shù)為10，故MnO₄^-系數(shù)為2，H₂C₂O₄系數(shù)為5，再根據(jù)元素守恒、電荷守恒確定其它物質(zhì)的系數(shù)；
②KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，滴定到終點(diǎn)，因高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)裝在酸式滴定管中；
③題中沒(méi)有告訴使用的容量瓶的規(guī)格，無(wú)法知道配制的溶液的體積；
④A．滴定前有氣泡，導(dǎo)致消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積增大；
B．沒(méi)有洗滌燒杯、玻璃棒，導(dǎo)致配制的樣品溶液的溶質(zhì)物質(zhì)的量減小；
C．滴定前仰視讀數(shù)，讀數(shù)會(huì)偏大，滴定后俯視讀數(shù)，讀數(shù)會(huì)偏小，最終計(jì)算結(jié)果偏��；
D．定容時(shí)俯視刻度線，會(huì)導(dǎo)致配制的樣品溶液的體積偏小，溶液的濃度偏大；
E．錐形瓶不需要潤(rùn)洗，操作正確．

解答 解：①反應(yīng)中MnO₄^-→Mn²⁺，錳元素化合價(jià)由+7價(jià)降低為+2價(jià)，共降低5價(jià)，H₂C₂O₄→CO₂，碳元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+4，共升高2價(jià)，化合價(jià)最小公倍數(shù)為10，故MnO₄^-系數(shù)為2，H₂C₂O₄系數(shù)為5，再根據(jù)元素守恒可知Mn²⁺系數(shù)為2、CO₂系數(shù)為10，根據(jù)電荷守恒可知H⁺系數(shù)為16，根據(jù)氫元素守恒可知H₂O系數(shù)為8，配平后離子方程式為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂+8H₂O；
故答案為：5；
②高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)裝在酸式滴定管中，甲是酸式滴定管，乙是堿式滴定管；
草酸與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)?shù)味ǖ浇K點(diǎn)時(shí)，二者恰好完全反應(yīng)，再滴入一滴KMnO₄溶液變成紫色（或紅色）且半分鐘不褪色，可說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：甲；當(dāng)看到滴入一滴KMnO₄溶液，錐形瓶中溶液立即變成紫色，且半分鐘不褪色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)；
③由于操作過(guò)程中沒(méi)有告訴容量瓶的規(guī)格是多少，無(wú)法知道配制的溶液的體積，
故答案為：否；因?yàn)椴恢�道容量瓶的�?guī)格；
④根據(jù)反應(yīng)原理，消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，高錳酸鉀消耗的草酸根離子偏大，二氧化錳消耗的草酸根離子會(huì)偏小，測(cè)定的二氧化錳的含量偏小，
A．滴定前尖嘴部分有一氣泡，滴定終點(diǎn)時(shí)消失，滴定前有氣泡，滴定時(shí)消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，測(cè)定的二氧化錳含量偏低，故A正確；
B．溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，未將燒杯、玻棒洗滌，沒(méi)有洗滌燒杯、玻璃棒，會(huì)導(dǎo)致配制的樣品溶液的溶質(zhì)物質(zhì)的量減小，滴定是消耗的高錳酸鉀溶液偏小，測(cè)定的二氧化錳的含量結(jié)果偏高，故B錯(cuò)誤；
C．滴定前仰視讀數(shù)，滴定后俯視讀數(shù)：滴定前仰視讀數(shù)，讀數(shù)會(huì)偏大，滴定后俯視讀數(shù)，讀數(shù)會(huì)偏小，最終計(jì)算結(jié)果偏小，消耗的高錳酸鉀溶液偏小，測(cè)定的二氧化錳含量偏高，故C錯(cuò)誤；
D．定容時(shí)，俯視刻度線，會(huì)導(dǎo)致配制的樣品溶液的體積偏小，溶液的濃度偏大，用高錳酸鉀溶液滴定時(shí)，消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏大，測(cè)定的二氧化錳含量偏低，故D正確；
E．錐形瓶水洗之后未用待測(cè)液潤(rùn)洗，錐形瓶不需要潤(rùn)洗，此操作正確，對(duì)滴定結(jié)果沒(méi)有影響，故E錯(cuò)誤；
故答案為：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)配平、氧化還原反應(yīng)滴定運(yùn)用、誤差分析等，題目難度中等，明確氧化還原反應(yīng)原理、以及滴定原理和誤差分析方法是解題的關(guān)鍵，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．