Question

10．已知：①MnO₄^-在酸性環(huán)境下的還原產(chǎn)物是Mn²⁺；②草酸是二元弱酸．某校化學興趣小組進行了下列二項實驗活動：
I．探究草酸與髙錳酸鉀溶液在不同條件下反應的快慢
取4支試管，分別加入0.10mol/L的草酸溶液5mL，按以下表中四種方案分別加人相 應的試劑，使其發(fā)生反應．四支試管中均可觀察到有氣泡產(chǎn)生，且溶液的顏色變化都 為：紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色，溶液褪為無色所需的時間如表所 示（表中“一”表示未加入該試劑）．

實驗 編號	反應溫度 （利用水浴加熱）	稀硫酸 溶液	MnSO4固體	0.10mol/L KMnO4溶液	褪色  時間
1	65℃	----	---	1mL	100s
2	65℃	10滴	---	1mL	90s
3	75℃	10滴	----	1mL	40s
4	75℃	10滴	加入少許	1mL	3s

根據(jù)以上4組實驗，可以得出的結論主要有稀硫酸可以使上述反應速率加快，升溫反應速率加快且溫度升高10°C反應速率增大為原來的2.25倍，Mn²⁺做該反應的催化劑，可加快反應速率
II．測定草酸晶體的純度
用托盤天平稱取草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）W g；配制成250mL溶液；每次移取25.00mL該溶液于錐形瓶中，用0.10moI/L酸性高錳酸鉀溶液滴定；滴定實驗重復操 作2～3次．請回答：
（1）實驗中需要用到的玻璃儀器除了玻璃棒、燒杯、錐形瓶、膠頭滴管、250mL容量瓶 外還需要的一種玻璃儀器是酸式滴定管
（2）上述H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應的離子方程為5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑++8H₂O．
（3）若滴定過程中平均消耗酸性髙錳酸鉀溶液VmL，則草酸晶體的純度為$\frac{31.5V}{W}%$（以含W、V的表達式表示）．

Answer 1

分析 Ⅰ、依據(jù)圖表實驗數(shù)據(jù)分析，第二組是加入稀硫酸，反應褪色時間縮短，第三組是升溫，反應速率較大幅度增大，第四組加入硫酸錳反應速率最快是起到催化作用；
Ⅱ、（1）依據(jù)溶液配制和滴定實驗步驟分析需要的儀器，注意量取溶液的體積是精確量取，草酸是酸，高錳酸鉀溶液具有強氧化性，需要用酸式滴定管；
（2）H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應發(fā)生氧化還原反應生成二氧化碳，錳離子和水；
（3）依據(jù)滴定實驗數(shù)據(jù)和離子方程式計算．

解答 解：Ⅰ、依據(jù)圖表實驗數(shù)據(jù)分析，第二組是加入稀硫酸，反應褪色時間比第一組縮短，第三組是升高溫度，反應速率較大幅度增大，每升高10°C反應速率增大為原來的2.25倍，第四組加入硫酸錳，反應速率最快，為第三組的13倍多，說明是起到催化作用，
故答案為：稀硫酸可以使上述反應速率加快，升溫反應速率加快且溫度升高10°C反應速率增大為原來的2.25倍，Mn²⁺做該反應的催化劑，可加快反應速率；
Ⅱ、（1）用托盤天平稱取草酸晶體（H₂C₂O₄•2H₂O）Wg；配制成250mL溶液需要的儀器玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、250mL容量瓶；每次移取25.00 mL該溶液于錐形瓶中，用0.10mol/L酸性高錳酸鉀溶液滴定，需要錐形瓶，高錳酸鉀溶液具有強氧化性，草酸具有酸性，選擇酸式滴定管準確量取，
故答案為：酸式滴定管；
（2）H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應的離子方程為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑++8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑++8H₂O；
（3）25ml溶液用高錳酸鉀溶液滴定，若滴定過程中平均消耗酸性高錳酸鉀溶液VmL，依據(jù)離子方程式5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑++8H₂O，計算250ml溶液中草酸物質的量=$\frac{5×V×1{0}^{-3}L×0.10mol/L}{2}$×10=2.5V×10^-5mol，則草酸晶體的純度為=$\frac{2.5V×1{0}^{-5}mol×126g/mol}{Wg}$×100%=$\frac{31.5V}{W}%$，
故答案為：$\frac{31.5V}{W}%$．

點評 本題考查了物質含量的實驗分析，實驗判斷計算，溶液配制和滴定實驗的分析應用，實驗設計和實驗分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．