Question

20．氧化還原滴定實驗同中和滴定類似（用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之）．
 I．現(xiàn)用1.0×10^-4 mol/L酸性KMnO₄溶液滴定未知濃度的雙氧水溶液．反應離子方程式是：2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O．填空回答問題：
（1）該滴定實驗所需儀器為下列中的ADE．
A．酸式滴定管（50mL）  B．堿式滴定管（50mL）  C．量筒（10mL）  D．錐形瓶
E．滴定管夾  F．膠頭滴管  G．漏斗
（2）不用堿（填“酸”或“堿”）式滴定管盛放高錳酸鉀溶液．試分析原因：酸性KMnO₄溶液會腐蝕堿式滴定管下端膠管．
（3）滴定前平視KMnO₄液面，刻度為a mL，滴定后俯視液面刻度為b mL，則（b-a） mL比實際消耗KMnO₄溶液的體積�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．根據(jù)（b-a） mL計算得到的待測濃度，比實際濃度�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．
 II．測血鈣的含量時，可將2.0mL血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量草酸銨（NH₄）₂C₂O₄晶體，反應生成CaC₂O₄沉淀． 將沉淀用稀硫酸處理得弱酸H₂C₂O₄后，再用酸性KMnO₄溶液滴定，氧化產(chǎn)物為CO₂，還原產(chǎn)物為Mn²⁺，若終點時用去20.0mL 1.0×10^-4 mol•L^-1的KMnO₄溶液．
（1）寫出用KMnO₄滴定H₂C₂O₄的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（2）判斷滴定終點的方法是溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內不褪色．
（3）計算：血液中含鈣離子的濃度為2.5×10^-3mol•L^-1．

Answer 1

分析 I．（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，實驗時應用酸式滴定管，無色NaHSO₃溶液顯酸性，用酸式滴定管，滴定過程還需要燒杯、錐形瓶、滴定管夾和鐵架臺；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管；
（3）滴定后俯視液面，讀數(shù)偏�。桓鶕�(jù)c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$×$\frac{5}{2}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差；
II．（1）高錳酸鉀具有強氧化性，在硫酸條件下將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原為MnSO₄，據(jù)此寫出反應的濾渣方程式；
（2）高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入草酸中時被還原，顏色消失，當達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液應該是由無色變?yōu)闇\紫色；
（3）利用有關反應的方程式可以得出關系式：5Ca²⁺～2KMnO₄，據(jù)此計算．

解答 解：I．（1）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，實驗時應用酸式滴定管，無色NaHSO₃溶液顯酸性，用酸式滴定管，滴定過程還需要要錐形瓶、滴定管夾和鐵架臺，所以需要用到的是：酸式滴定管、錐形瓶、滴定管夾，即ADE；
故答案為：ADE；
（2）高錳酸鉀具有強氧化性能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，所以不用用堿式滴定管盛放高錳酸鉀溶液，應該用酸式滴定管；
故答案為：堿；酸性KMnO₄溶液會腐蝕堿式滴定管下端膠管；
（3）滴定前平視KMnO₄液面，刻度為a mL，滴定后俯視液面刻度為b mL，讀數(shù)偏小，則（b-a）mL比實際消耗KMnO₄溶液體積少； 根據(jù)（b-a）mL計算得到的待測濃度，造成V（標準）偏小，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$×$\frac{5}{2}$分，c（待測）偏�。�
故答案為：�。恍�；
II．（1）高錳酸鉀具有強氧化性，在硫酸條件下將H₂C₂O₄氧化為CO₂，自身被還原為MnSO₄，反應方程式為2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O，離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）高錳酸鉀溶液本身有顏色，為紫色，在開始滴入草酸中時被還原，顏色消失，當達到滴定終點時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內不褪色，
故答案為：溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內不褪色；
（3）由CaC₂O₄+H₂SO₄═CaSO₄+H₂C₂O₄、2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O可以得出關系式：5Ca²⁺～2KMnO₄，所以n（Ca²⁺）=2.5n（KMnO₄）=1.0×10^-4mol/L×0.02L×2.5，所以可計算出2 mL該血液中含鈣的物質的量為：1.0×10^-4mol/L×0.02L×2.5=5×10^-6mol，所以血液中含鈣離子的濃度為$\frac{5×10{\;}^{-6}mol}{0.02L}$=2.5×10^-3mol•L^-1，
故答案為：2.5×10^-3．

點評 本題主要考查了化學方程式書寫、氧化還原反應、滴定操作、誤差分析以及計算，難度中等，理解掌握中和滴定、氧化還原滴定的原理是解題關鍵，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力．