Question

在化學(xué)分析中，常需用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液，由于KMnO₄晶體在室溫下不太穩(wěn)定，因而很難直接配制準(zhǔn)確物質(zhì)的量濃度的KMnO₄溶液．實(shí)驗(yàn)室一般先稱取一定質(zhì)量的KMnO₄晶體，粗配成大致濃度的KMnO₄溶液，再用性質(zhì)穩(wěn)定、相對(duì)分子質(zhì)量較大的基準(zhǔn)物質(zhì)草酸鈉[M_r（Na₂C₂O₄）=134.0]對(duì)粗配的KMnO₄溶液進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)出所配制的KMnO₄溶液的準(zhǔn)確濃度，反應(yīng)原理為：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
以下是標(biāo)定KMnO₄溶液的實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟一：先粗配濃度約為0.15mol/L的KMnO₄溶液500mL．
步驟二：準(zhǔn)確稱取Na₂C₂O₄固體mg放入錐形瓶中，用蒸餾水溶解并加稀硫酸酸化，加熱至70～80℃，用步驟一所配KMnO₄溶液進(jìn)行滴定．記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．
步驟三：

 

．
步驟四：計(jì)算得KMnO₄溶液的物質(zhì)的量濃度．
試回答下列問題：
（1）如圖1為整個(gè)過程中可能使用的儀器的部分結(jié)構(gòu)（有的儀器被放大），

A圖中液面所示溶液的體積為

 

mL，用上述四種儀器中的某種測(cè)量某液體的體積，平視時(shí)讀數(shù)為NmL，仰視時(shí)讀數(shù)為MmL，若M＞N，則所使用的儀器是

 

（填字母標(biāo)號(hào)）．
（2）該滴定實(shí)驗(yàn)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

．
（3）步驟二中滴定操作圖示（如圖2）正確的是

 

（填編號(hào)）．
（4）步驟二的滴定過程溫度變化并不明顯，但操作過程中發(fā)現(xiàn)前一階段溶液褪色較慢，中間階段褪色明顯變快，最后階段褪色又變慢．試根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件分析，溶液褪色中間明顯變快，最后又變慢的原因是

 

．
（5）請(qǐng)寫出步驟三的操作內(nèi)容

 

．
（6）若m的數(shù)值為1.340g，滴定的KMnO₄溶液平均用量為25.00mL，則KMnO₄溶液的濃度為

 

 mol/L．
（7）若滴定完畢后讀數(shù)時(shí)俯視，則實(shí)驗(yàn)誤差為

 

（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）用于量取一定體積的液體的儀器是量筒和滴定管，量筒的刻度從下往上依次增大，滴定管的0刻度在最上面，A圖為量筒所示的溶液的體積，只能到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即28.0mL，平視時(shí)讀數(shù)為NmL，仰視時(shí)讀數(shù)為MmL，若M＞N，則所使用的儀器為滴定管；
（2）高錳酸鉀為紫紅色，當(dāng)紫紅色變?yōu)闊o色即達(dá)到了滴定終點(diǎn)；
（3）KMnO₄溶液具有氧化性，應(yīng)該用酸式滴定管盛裝，滴定時(shí)，左手控制活塞；
（4）反應(yīng)中間階段產(chǎn)生的Mn²⁺為催化劑，催化劑能使反應(yīng)速率變大，隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，所以反應(yīng)速率減慢；
（5）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，滴定實(shí)驗(yàn)要多次滴定取平均值；
（6）根據(jù)反應(yīng)5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，則5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，計(jì)算KMnO₄溶液的濃度；
（7）根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))×c(標(biāo)準(zhǔn))

V(待測(cè))

，分析誤差．

解答： 解：（1）用于量取一定體積的液體的儀器是量筒和滴定管，量筒的刻度從下往上依次增大，滴定管的0刻度在最上面，A圖為量筒所示的溶液的體積，只能到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即28.0mL，平視時(shí)讀數(shù)為NmL，仰視時(shí)讀數(shù)為MmL，若M＞N，則所使用的儀器為滴定管，故答案為：28.0；C；
（2）高錳酸鉀為紫紅色，當(dāng)紫紅色變?yōu)闊o色即達(dá)到了滴定終點(diǎn)，故答案為：溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不變色；
（3）KMnO₄溶液具有氧化性，應(yīng)該用酸式滴定管盛裝，滴定時(shí)，左手控制活塞；故答案為：E；
（4）反應(yīng)中間階段產(chǎn)生的Mn²⁺為催化劑，催化劑能使反應(yīng)速率變大，隨反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小，所以反應(yīng)速率減慢，故答案為：中間生成的Mn²⁺為催化劑，使反應(yīng)速率變大；反應(yīng)物濃度減小，所以速率變小；
（5）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，滴定實(shí)驗(yàn)要多次滴定取平均值，故答案為：重復(fù)步驟二（兩到三次）；
（6）根據(jù)反應(yīng)5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，則5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，m的平均數(shù)值為1.340g，即Na₂C₂O₄的物質(zhì)的量n=

m

M

1.34g

134g/mol

═0.0100mol，即C₂O₄^2-的物質(zhì)的量為0.0100mol，所以KMnO₄溶液的物質(zhì)的量為0.0040mol，據(jù)C=

n

V

=

0.004mol

0.025L

=0.1600mol/L，故答案為：0.1600；
（7）滴定完畢后讀數(shù)時(shí)俯視，造成V（標(biāo)準(zhǔn)液）偏小，根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))×c(標(biāo)準(zhǔn))

V(待測(cè))

，可知c（待測(cè)）偏低；
故答案為：偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道有關(guān)滴定實(shí)驗(yàn)的大型綜合題目，考查角度廣，難度較大．