Question

14．草酸晶體的組成可表示為：H₂C₂O₄•XH₂O，為測定X值，進(jìn)行下列實驗：
①稱取wg草酸晶體配成100.0mL水溶液；
②取25.0mL所配草酸溶液置于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為cmol•L^-1KMnO₄溶定．滴定時，所發(fā)生的反應(yīng)為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
請回答下列問題：
（1）實驗①中為配制準(zhǔn)確濃度的草酸溶液，所需用到的儀器是：天平（含砝碼）、燒杯、藥匙和100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒．
（2）判斷滴定結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，待測液剛好出現(xiàn)紫色且半分鐘內(nèi)不褪色．
（3）若滴定時，反應(yīng)前后的兩次讀數(shù)分別為a和b，則實驗測得所配草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L，由此計算出草酸晶體的X值是$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5．

Answer 1

分析 （1）為了配制準(zhǔn)確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、量筒、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；
（2）滴定終點時溶液顏色無色變化為紫色且在30s內(nèi)顏色不再恢復(fù)為原來顏色，證明反應(yīng)達(dá)到終點；
（3）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液體積（b-a）mL，根據(jù)關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄計算25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄），進(jìn)而計算100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄）和c（H₂C₂O₄），計算草酸的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)式質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算求X的值．

解答 解：（1）實驗①中為了配制準(zhǔn)確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等，故還需要100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒，
故答案為：100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒；
（2）KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，溶液由無色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達(dá)滴定終點；
故答案為：當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時，待測液剛好出現(xiàn)紫色且半分鐘內(nèi)不褪色；
（3）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液體積（b-a）mL，
n（KMnO₄）=c mol•L^-1×（b-a）×10^-3L=c×（b-a）×10^-3mol，
根據(jù)關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-3mol，
則100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-3mol×$\frac{100mL}{25mL}$=c×（b-a）×10^-2mol，
所以c（H₂C₂O₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{c×（b-a）×1{0}^{-2}mol}{0.1L}$=$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L；
草酸晶體中草酸的質(zhì)量為c×（b-a）×10^-2mol×90g/mol=0.9c（b-a）g，
由化學(xué)式可知：$\frac{90}{90+18x}$=$\frac{c×（b-a）×1{0}^{-2}mol×90g/mol}{Wg}$，
解得x=$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5，
故答案為：$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L；$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5．

點評 本題考查氧化還原滴定與計算，難度中等，注意滴定中經(jīng)常根據(jù)關(guān)系式進(jìn)行計算，掌握根據(jù)關(guān)系式計算方法，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計算能力．