Question

KMnO₄溶液常用作氧化還原反應(yīng)滴定的標(biāo)準(zhǔn)液，由于KMnO₄的強(qiáng)氧化性，它的溶液很容易被空氣中或水中的某些少量還原性物質(zhì)還原，生成難溶性物質(zhì)MnO（OH）₂，因此配制KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液的操作如下所示：①稱取稍多于所需量的KMnO₄固體溶于水中，將溶液加熱并保持微沸1h；②用微孔玻璃漏斗過濾除去難溶的MnO（OH）₂；③過濾得到的KMnO₄溶液貯存于棕色試劑瓶并放在暗處；④利用氧化還原滴定方法，用基準(zhǔn)試劑（純度高、相對(duì)分子質(zhì)量較大、穩(wěn)定性較好的物質(zhì)）溶液標(biāo)定其濃度，KMnO₄在滴定中被還原成Mn²⁺．請(qǐng)回答下列問題：
（1）準(zhǔn)確量取一定體積的KMnO₄溶液需要使用的儀器是

 

．
（2）在下列物質(zhì)中，用于標(biāo)定KMnO₄溶液的基準(zhǔn)試劑最好選用

 

（填序號(hào)）．
A．質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水    B．FeSO₄    C．摩爾鹽  D．Na₂SO₃
（3）本實(shí)驗(yàn)也可采用H₂C₂O₄?2H₂O做基準(zhǔn)試劑，準(zhǔn)確稱取W g H₂C₂O₄?2H₂O溶于水配成500mL溶液，取25.00mL置于錐形瓶中，用KMnO₄溶液滴定至終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

 

，若消耗KMnO₄溶液V mL．KMnO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為

 

mol?L^-1．
（4）采用H₂C₂O₄?2H₂O做基準(zhǔn)試劑的氧化還原滴定在室溫時(shí)反應(yīng)很慢，所以反應(yīng)需要在70～80℃條件下進(jìn)行，但溫度更高會(huì)導(dǎo)致草酸分解產(chǎn)生氣體，寫出草酸分解的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

，若如此所測(cè)得的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液濃度會(huì)

 

（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．即使控制70～80℃條件，一開始滴定時(shí)反應(yīng)仍然較慢，若滴加KMnO₄溶液過快的話，會(huì)造成KMnO₄溶液濃度局部過高而分解，因此在開始幾滴操作時(shí)應(yīng)

 

，在滴入幾滴KMnO₄溶液之后，反應(yīng)速率會(huì)迅速加快，該滴定操作也可相應(yīng)加快，反應(yīng)速率加快的原因是

 

．
（5）若用放置兩周后的KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液去測(cè)定水樣中Fe²⁺的含量，測(cè)得的Fe²⁺濃度值將

 

（填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，不能使用堿式滴定管，可以選用酸式滴定管量取高錳酸鉀溶液；
（2）選做基準(zhǔn)試劑的物質(zhì)必須滿足純度高、穩(wěn)定性好，如硫酸亞鐵、亞硫酸鈉容易被氧化變質(zhì)的試劑不能作為基準(zhǔn)試劑；
（3）滴定終點(diǎn)時(shí)最后滴下1滴KMnO₄溶液后半分鐘不褪色；先計(jì)算草酸的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)草酸和高錳酸鉀之間的關(guān)系式計(jì)算高錳酸鉀的物質(zhì)的量濃度；
（4）草酸不穩(wěn)定，受熱分解生成水、二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，據(jù)此寫出分解方程式，草酸分解導(dǎo)致濃度偏小，導(dǎo)致滴定時(shí)消耗高錳酸鉀體積增偏小，由此測(cè)得高錳酸鉀濃度偏高；防止高錳酸鉀分解，開始時(shí)應(yīng)慢慢滴加，待前一滴KMnO₄溶液完全褪色后再滴下一滴；草酸標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度，反應(yīng)過程中生成的錳離子可能是起到了催化劑作用，反應(yīng)速率增大；
（5）長(zhǎng)時(shí)間放置后，高錳酸鉀溶液濃度變小，滴定過程中消耗的標(biāo)準(zhǔn)液-高錳酸鉀溶液的體積偏大，測(cè)定出的亞鐵離子的含量偏高．

解答： 解：（1）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，量取時(shí)應(yīng)該選用酸式滴定管，
故答案為：酸式滴定管；
（2）A．過氧化氫不穩(wěn)定，光照易分解，不易用作基準(zhǔn)試劑，故A錯(cuò)誤；
B．FeSO₄?7H₂O在空氣中不穩(wěn)定，亞鐵離子容易被氧化成鐵離子，不宜用作基準(zhǔn)試劑，故B錯(cuò)誤；
C．硫酸亞鐵銨，俗名摩爾鹽，在空氣中比硫酸亞鐵穩(wěn)定，有還原性，在定量分析中常用作標(biāo)定重鉻酸鉀、高錳酸鉀等溶液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，故C正確；
D．Na₂SO₃具有還原性，在空氣中容易被氧化成硫酸鈉，不宜用作基準(zhǔn)試劑，故D錯(cuò)誤；
故選：C；
（3）滴定時(shí)滴入最后一滴，高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液變成紫紅色并保持半分鐘不褪色，說明滴定到達(dá)終點(diǎn)；
草酸的物質(zhì)的量濃度為：

Wg 126g/mol

0.5L

=

W

63

mol/L，
根據(jù)反應(yīng)方程式6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄?2H₂O═2Mn²⁺+10CO₂↑+18H₂O，
                 2mol   5mol
                c×VmL   

W

63

mol/L×25mL  

酸性高錳酸鉀的物質(zhì)的量濃度c=

2mol× W 63 mol/L×25mL

5mol×VmL

=

10W

63V

mol/L；
故答案為：最后一滴KMnO₄溶液滴下，溶液顏色從無(wú)色變成淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色；

10W

63V

mol/L；
（4）草酸不穩(wěn)定，受熱分解生成水、二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)方程式為：H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO+CO₂，草酸分解導(dǎo)致濃度偏小，導(dǎo)致滴定時(shí)消耗高錳酸鉀體積V偏小，根據(jù)酸性高錳酸鉀的物質(zhì)的量濃度c=

10W

63V

mol/L表達(dá)式可知測(cè)得高錳酸鉀濃度偏高；防止高錳酸鉀分解，開始時(shí)應(yīng)慢慢滴加，待前一滴KMnO₄溶液完全褪色后再滴下一滴；草酸鈉標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度，反應(yīng)過程中生成的錳離子可能是起到了催化劑作用，反應(yīng)速率增大；
草酸標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度，反應(yīng)過程中生成的錳離子可能是起到了催化劑作用，反應(yīng)速率增大，
故答案為：H₂C₂O₄

△   .

H₂O+CO+CO₂；偏高；慢慢滴加，待前一滴KMnO₄溶液完全褪色后再滴下一滴；生成的Mn²⁺催化了該反應(yīng)的進(jìn)行；
（5）在放置過程中，由于空氣中還原性物質(zhì)的作用，使KMnO₄溶液的濃度變小了，再去滴定水樣中的Fe²⁺時(shí)，需要消耗KMnO₄溶液（標(biāo)準(zhǔn)溶液）的體積會(huì)增大，導(dǎo)致計(jì)算出來(lái)的c（Fe²⁺）值會(huì)增大，測(cè)定的結(jié)果偏高，反應(yīng)的離子方程式為：8H⁺+MnO₄^-+5Fe²⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：偏高．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了滴定實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，明確滴定原理是解答本題的關(guān)鍵，注意基準(zhǔn)試劑的選取方法，（3）為難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，注意滴定終點(diǎn)現(xiàn)象不是褪色，而是變成紫紅色．