Question

已知常溫下甲醛是一種無色、有刺激性氣味的氣體，易溶于水，是世界衛(wèi)生組織(WHO)確認的致癌物和致畸物質(zhì)之一。我國規(guī)定：居室中甲醛含量不得超過0.08 mg·m^-3。可利用高錳酸鉀酸性溶液測定甲醛。

測定原理：KMnO₄(H⁺)溶液為強氧化劑，可氧化甲醛和草酸。

有關(guān)離子方程式為：4+5HCHO+H⁺4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O

2+5H₂C₂O₄+6H⁺2Mn²⁺+10CO₂ ↑+8H₂O

測定裝置：部分裝置如下圖所示(a、b為止水夾)

測定步驟：

①收集待檢新裝修的房屋居室空氣5 L。

②準確量取5.00 mL 1.00×10^-3 mol·L^-1的高錳酸鉀溶液于250 mL錐形瓶中，滴入3滴6 mol·L^-1的H₂SO₄溶液，加水45 mL稀釋備用。

③將1.00×10^-3 mol·L^-1的草酸標準溶液置于酸式滴定管中備用。

④打開a，關(guān)閉b，用注射器抽取100 mL新裝修的房屋的室內(nèi)空氣。關(guān)閉a，打開b，再緩緩?fù)苿幼⑸淦�，將氣體全部推入高錳酸鉀酸性溶液中，使其充分反應(yīng)。再如此重復(fù)4次。

⑤用標準草酸溶液滴定錐形瓶中的溶液，記錄滴定所消耗的草酸溶液的體積。

⑥再重復(fù)實驗2次(每次所取的高錳酸鉀溶液均為5.00 mL)。3次實驗所消耗草酸溶液的體積平均值為12.38 mL。

完成以下問題：

(1)使用________量取5.00 mL高錳酸鉀溶液。

(2)如果注射器壓送氣體速度過快，可能會產(chǎn)生什么不良后果？

___________________________。

(3)本實驗是否需要外加指示劑？若需要，請指出指示劑的名稱，若不需要，試說明如何確定滴定的終點。

___________________________。

(4)計算該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度_________mg·m^-3，該居室的甲醛_________(填“是”或“否”)超標。

Answer 1

(1)酸式滴定管

(2)甲醛來不及被吸收，影響測定結(jié)果

(3)不需要；以高錳酸鉀為指示劑。最后一滴草酸標準溶液滴下，溶液的紅色褪去且半分鐘左右不恢復(fù)，即為滴定終點

(4)18  是

解析：準確量取溶液用酸式滴定管或堿式滴定管，量筒只能粗略量取液體體積。

為測定準確，實驗時應(yīng)嚴格控制通入氣體的速率，使反應(yīng)充分進行。高錳酸鉀本身有顏色，不需要再另外加入指示劑。

高錳酸鉀的總量：n(KMnO₄)=5.00×10^-3 L×1.00×10^-3 mol·L^-1=5.00×10^-6 mol

草酸的物質(zhì)的量：n(H₂C₂O₄)=12.38×10^-3 L×1.00×10^-3 mol·L^-1=12.38×10^-6 mol

由方程式可得H₂C₂O₄消耗的KMnO₄的物質(zhì)的量為

則甲醛消耗的高錳酸鉀的物質(zhì)的量為

n₂(KMnO₄)=5.00×10^-6 mol-4.952×10^-6 mol=0.048×10^-6 mol

    本題新意之一在題干，以最熱門的室內(nèi)污染為話題，引導考生多關(guān)心生活，關(guān)注社會。新意之二在知識信息，將學生不熟悉的化學反應(yīng)告知，應(yīng)用新信息解題，提高學生閱讀自學能力，整合信息能力及應(yīng)用知識解決問題的能力。