Question

18．已知H₂C₂O₄為二元中強(qiáng)酸．某化學(xué)興趣小組為測(cè)定含Na₂SO₄、NaHC₂O₄和H₂C₂O₄•2H₂O的試樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取10.0g試樣，加水溶解，配成250mL試樣溶液
②用酸式滴定管分別量取25.00mL試樣溶液兩份于錐形瓶中
③第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L^-1NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL
④第二份溶液用0.1000mol•L^-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL
回答下列問(wèn)題：
（1）寫出NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式HC₂O₄^-+OH^-=C₂O₄^2-+H₂O．
（2）步驟①配制試樣溶液時(shí)所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶．
（3）步驟③若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH=8.3，則選擇的指示劑為酚酞．若用某部分刻度模糊不清的50mL滴定管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嫣幱谌鐖D所示的刻度處，則管內(nèi)液體的體積d（填代號(hào)）．
a．等于23.60mL    b．等于27.60mL    c．小于23.60mL    d．大于27.60mL
（4）滴定時(shí)邊滴邊搖動(dòng)錐形瓶，眼睛應(yīng)觀察錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化．
（5）完成并配平下列離子方程式：
5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液應(yīng)裝在酸式 滴定管里；該步判斷滴定終點(diǎn)的方法是溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色．
（7）試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為53.8%（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Na₂C₂O₄和水；
（2）配制試樣溶液時(shí)所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶；
（3）步驟③若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH=8.3，則應(yīng)選擇堿性指示劑，滴定管0刻度在上面，每一個(gè)小刻度為0.1mL，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)滴定操作要求，眼睛應(yīng)觀察錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化；
（5）反應(yīng)中碳從+3價(jià)升為+4價(jià)，錳從+7價(jià)降為+2價(jià)，根據(jù)化合升降法及元素守恒和電荷守恒配平離子方程式；
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液有強(qiáng)氧化性，能氧化乳膠管，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變成淺紅色；
（7）設(shè)樣品中NaHC₂O₄為xmol，H₂C₂O₄•2H₂O為ymol，根據(jù)第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L-1 NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL可得x+2y=0.2500×0.02mol=0.005mol，根據(jù)第二份溶液用0.1000mol•L-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL，結(jié)合電子得失守恒，可得x+y=$\frac{5}{2}$×0.1000×0.016mol=0.004mol，據(jù)此計(jì)算出NaHC₂O₄和H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量，再確定試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Na₂C₂O₄和水，反應(yīng)的離子方程式為HC₂O₄^-+OH^-=H₂O+C₂O₄^2-，
故答案為：HC₂O₄^-+OH^-=H₂O+C₂O₄^2-；
（2）配制試樣溶液時(shí)所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管、250mL容量瓶；
（3）步驟③若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH=8.3，則應(yīng)選擇堿性指示劑為酚酞，滴定管0刻度在上面，每一個(gè)小刻度為0.1mL，所以根據(jù)圖上的刻度管內(nèi)液體的體積應(yīng)為大于27.60mL，故選d，
故答案為：酚酞；d；
（4）根據(jù)滴定操作要求，眼睛應(yīng)觀察錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化，
故答案為：錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化；
（5）反應(yīng)中碳從+3價(jià)升為+4價(jià)，錳從+7價(jià)降為+2價(jià)，根據(jù)化合升降法及元素守恒和電荷守恒可知離子方程式為5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5、2、6、10、2、8H₂O；
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液有強(qiáng)氧化性，能氧化乳膠管，所以高錳酸鉀溶液應(yīng)裝在酸式滴定管里，判斷滴定終點(diǎn)的方法是溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：酸式；溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色；
（7）設(shè)樣品中NaHC₂O₄為xmol，H₂C₂O₄•2H₂O為ymol，根據(jù)第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L-1 NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL可得x+2y=0.2500×0.02mol=0.005mol，根據(jù)第二份溶液用0.1000mol•L-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL，結(jié)合電子得失守恒，可得x+y=$\frac{5}{2}$×0.1000×0.016mol=0.004mol，所以$\left\{\begin{array}{l}{x+2y=0.005\\;}\\{x+y=0.004}\end{array}\right.$，解得x=0.003，y=0.001，所以10.0g試樣中含有NaHC₂O₄的質(zhì)量為$\frac{250}{25}$×112×0.003g=3.36g，H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量為$\frac{250}{25}$×126×0.001g=1.26g，則試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{10-1.26-3.36}{10}$×100%=53.8%，
故答案為：53.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原滴定原理與應(yīng)用、探究影響速率的因素，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．