Question

某同學用a mol/L的酸性KMnO₄溶液測定草酸晶體（H₂C₂O₄?xH₂O）中的x值．
（1）稱取W g草酸晶體，配成250.00mL的水溶液．
①在上述過程中必須用到的2種定量儀器是

 

和

 

．
②配制主要步驟有：計算-稱量--

 

轉移--

 

定容一搖勻．
（2）量取配得的25.00mL草酸溶液放入錐形瓶中，用a mol/L的酸性KMnO₄溶液進行滴定，用去V mL．
①量取25.00mL草酸溶液的儀器是

 

．
②配平離子方程式：

 

MnO₄^-+

 

H₂C₂O₄+

 

H⁺--

 

Mn²⁺+

 

CO₂↑+

 

H₂O
③滴定達到終點的標志是

 

．
（3）由以上數據可得x=

 

．
（4）在上述實驗中，下列操作（其他操作正確）會造成測定結果偏低的有

 

A．稱取W g草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤
B．錐形瓶用蒸餾水洗凈后未干燥
C．滴定終點讀數時仰視滴定管刻度
D．盛KMnO₄溶液的酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失．

Answer 1

分析：（1）①配制準確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有托盤天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、250mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；
②配制主要步驟有：計算、稱量、溶解、轉移、洗滌、定容、搖勻．
（2）①量取25.00mL草酸溶液，精確度為0.01mL，可以使用25mL酸式滴定管（或25mL移液管）；
②反應中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素的化合價由+7降低為+2，總共降低5價，H₂C₂O₄→CO₂，C元素的化合價由+3升高為+4，總共升高2價，化合價升降最小公倍數為10，故MnO₄^-系數為2，故H₂C₂O₄系數為5，再利用元素守恒與電荷守恒配平其它物質的系數；
③草酸反應完畢，加入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色，說明滴定達到終點；
（3）根據關系式2MnO₄^-～5H₂C₂O₄計算25.00mL草酸溶液中草酸的物質的量，進而計算Wg草酸晶體的物質的量，再根據n=

m

M

計算草酸晶體中x的值；
（4）由（3）中計算可知x=

20W

9aV

-5，據此結合選項分析．

解答：解：（1）①配制準確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有托盤天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、250mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；
故答案為：250mL容量瓶；托盤天平；
②配制主要步驟有：計算、稱量、溶解、轉移、洗滌、定容、搖勻，故答案為：溶解；洗滌；
（2）①量取25.00mL草酸溶液，精確度為0.01mL，可以使用25mL酸式滴定管（或25mL移液管），故答案為：25mL酸式滴定管（或25mL移液管）；
②反應中MnO₄^-→Mn²⁺，Mn元素的化合價由+7降低為+2，總共降低5價，H₂C₂O₄→CO₂，C元素的化合價由+3升高為+4，總共升高2價，化合價升降最小公倍數為10，故MnO₄^-系數為2，故H₂C₂O₄系數為5，再利用元素守恒與電荷守恒配平其它物質的系數，配平后為2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：2；5；6；2；10；8；
③草酸反應完畢，加入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色，說明滴定達到終點；
故答案為：加入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內溶液由無色變?yōu)榧t色，且半分鐘不褪色；
（3）滴定25mL草酸溶液需要高錳酸鉀的物質的量為a mol/L×V×10^-3L=aV×10^-3mol，根據關系式2MnO₄^-～5H₂C₂O₄計算25.00mL草酸溶液中草酸的物質的量為2.5aV×10^-3mol，所以Wg草酸晶體的物質的量為2.5aV×10^-3mol×

250mL

25mL

=0.025aVmol，所以

Wg

(90+18x)g/mol

=0.025aVmol，解得x=

20W

9aV

-5；
故答案為：

20W

9aV

-5；
（4）由（3）中計算可知x=

20W

9aV

-5，
A．稱取W g草酸晶體時，將草酸晶體放在托盤天平右盤，若不使用游碼，稱量草酸晶體的質量無影響，對測定x的值無影響，若使用游碼，稱量的草酸晶體的質量偏小，配制的草酸溶液的濃度偏小，消耗的高錳酸鉀溶液的體積偏小，導致x的值偏大，故A不符合；
B．錐形瓶用蒸餾水洗凈后未干燥，不影響錐形瓶內草酸的物質的量，不影響高錳酸鉀溶液的體積，對x的值無影響，故B不符合；
C．滴定終點讀數時仰視滴定管刻度，高錳酸鉀溶液體積的讀數偏大，計算測得x值偏低，故C符合；
D．盛KMnO₄溶液的酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，導致高錳酸鉀溶液體積的讀數偏大，計算測得x值偏低，故D符合；
故選CD．

點評：主要考查物質組成的測定、對實驗原理的理解、溶液配制、氧化還原滴定、實驗數據與實驗結果的處理能力等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．