Question

6．小明在做“研究溫度對反應(yīng)速率的影響”實驗時，他取了兩只試管，均加入4mL 0.01mol/L的KMnO₄酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H₂C₂O₄（乙二酸，又名草酸，是二元弱酸）溶液，振蕩，A試管置于熱水中，B試管置于涼水中，記錄溶液褪色所需的時間．
①需要用硫酸來酸化KMnO₄溶液（填字母）A．硫酸  B．鹽酸  C．硝酸
褪色所需時間t_A＜t_B（填“＞”、“=”或“＜”）．
②寫出該反應(yīng)的離子方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（2）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(zhǔn)確稱量5.0g乙二酸樣品，配成250mL溶液．
②滴定：準(zhǔn)確量取25.00mL所配溶液于錐形瓶中，加少量酸酸化，將0.1000mol/LKMnO₄溶液裝入酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管，進行滴定操作．
當(dāng)反應(yīng)中生成的錳離子具有催化作用，所以隨后褪色會加快，當(dāng)?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，證明達到滴定終點．
③計算：再重復(fù)上述操作2次，記錄實驗數(shù)據(jù)如下：

序號	滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
1	0.00	20.10
2	1.00	20.90
3	0.00	21.10

已知H₂C₂O₄的相對分子質(zhì)量為90，則此樣品的純度為90.00%．
④誤差分析：下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高的是ACD．
A．未用標(biāo)準(zhǔn)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．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視．

Answer 1

分析 （1）①高錳酸鉀具有強氧化性，要酸化高錳酸鉀溶液需要選用無還原性的酸，溫度越高反應(yīng)速率越快，則褪色時間越短；
②酸性條件下，高錳酸根離子能氧化草酸生成二氧化碳，自身被還原生成錳離子，同時生成水；
（2）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(dǎo)致反應(yīng)速率加快，當(dāng)?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(dāng)操作對n或V的影響判斷．

解答 解：（1）①高錳酸鉀具有強氧化性，要酸化高錳酸鉀溶液需要選用無還原性的酸，一般選稀硫酸，溫度越高反應(yīng)速率越快，則褪色時間越短，所以褪色所需時間t_A＜t_B，故答案為：硫酸，＜；
②酸性條件下，高錳酸根離子能氧化草酸生成二氧化碳，自身被還原生成錳離子，同時生成水，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O；
（2）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(dǎo)致反應(yīng)速率加快，當(dāng)?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)中生成的錳離子具有催化作用，所以隨后褪色會加快，當(dāng)?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；
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=$\frac{0.1×0.020×450}{2×5.0×0.1}$=90.00%，
故答案為：90.00%；
④A．酸式滴定管水洗后未用待測液潤洗，會導(dǎo)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，故正確；
B．錐形瓶內(nèi)有水，對實驗無影響，故錯誤；
C．定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，會導(dǎo)致測定高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，故正確；
D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外，會導(dǎo)致測定高錳酸鉀體積偏大，測定值偏大，故正確；
E．觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視，導(dǎo)致測定高錳酸鉀體積偏小，測定值偏小，故錯誤；
故選ACD．

點評 本題考查了探究物質(zhì)的組成及其含量的測定，難度較大，注意把握實驗基本方法，能會分析導(dǎo)致誤差的不當(dāng)操作，注意把握實驗操作要點和注意事項．