Question

16．氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)與酸堿中和滴定類似（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）．現(xiàn)用0.1000mol•L^-1KMnO₄酸性溶液滴定未知濃度的無色H₂C₂O₄溶液，按要求完成下列問題：
（1）該滴定實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用酸（填“酸”或“堿”）式滴定管盛放高錳酸鉀溶液，原因是高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性能氧化橡膠管．
（2）寫出酸性高錳酸鉀與草酸反應(yīng)的離子方程式2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
（3）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后一滴高錳酸鉀，錐形瓶中的溶液恰好從無色變?yōu)闇\紫色，且30s內(nèi)不變色．
（4）甲同學(xué)在滴定開始和結(jié)束時，觀察到裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管的液面如圖所示，則本次滴定所消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為26.10mL．
（5）乙學(xué)生按照滴定步驟進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，分別記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

滴定次數(shù)	待測H2C2O4溶液的體積/mL	0.1000mol•L-1 KMnO4的體積/mL
		滴定前刻度	滴定后刻度	溶液體積/mL
第一次	25.00	0.00	26.11	26.11
第二次	25.00	1.56	30.30	28.74
第三次	25.00	0.22	26.31	26.09

依據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算該H₂C₂O₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.2610mol/L（保留4位有效數(shù)字）．
（6）下列操作中可能使測定結(jié)果偏低的是CD（填字母）．
A．酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗就直接注入KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液
B．滴定前盛放草酸溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥
C．酸式滴定管尖嘴部分在滴定前沒有氣泡，滴定后有氣泡
D．讀取KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液時，開始仰視讀數(shù)，滴定結(jié)束時俯視讀數(shù)
（7）草酸是二元弱酸，草酸氫鉀在水中電離程度大于水解程度．向10mL0.01mol/L的H₂C₂O₄溶液中滴加0.01mol/LKOH溶液V（mL），當(dāng)V=a mL時，溶液中滿足c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂C₂O₄），則a的數(shù)值為10，此時溶液呈酸（填“酸性”或“堿性”或“中性”）．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管下端橡膠管；
（2）酸性高錳酸鉀溶液滴定未知濃度的無色H₂C₂O₄溶液，在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳、錳離子和水；
（3）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(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時，加入最后一滴高錳酸鉀溶液顏色不褪去，溶液應(yīng)該是由無色變?yōu)闇\紫色；
（4）根據(jù)滴定管的結(jié)構(gòu)和精確度讀出滴定管中的讀數(shù)，數(shù)值精確到0.01ml；
（5）先根據(jù)數(shù)據(jù)的有效性，舍去第2組數(shù)據(jù)，然后求出1、3組平均消耗V（KMnO₄），接著利用關(guān)系式：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄計(jì)算H₂C₂O₄的物質(zhì)的量濃度；
（6）根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析不當(dāng)操作對V（標(biāo)準(zhǔn)）的影響，以此判斷濃度的誤差；
（7）草酸是二元弱酸，草酸氫鉀在水中電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，當(dāng)V=a mL時，溶液中滿足c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂C₂O₄），是KHC₂O₄溶液中的電荷守恒和物料守恒得到的離子濃度關(guān)系；2c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）=c（H⁺）+c（K⁺），c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄）．

解答 解：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)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(yīng)該用酸式滴定管；
故答案為：酸；酸性高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，會腐蝕橡膠管；
（2）酸性高錳酸鉀溶液滴定未知濃度的無色H₂C₂O₄溶液，在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳、錳離子和水，反應(yīng)的離子方程式為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（3）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(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)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(nèi)不褪色，
故答案為：滴入最后一滴高錳酸鉀，錐形瓶中的溶液恰好從無色變?yōu)闇\紫色，且30s內(nèi)不變色；
（4）酸式滴定管中的液面如圖所示，起始讀數(shù)為0.00mL，終點(diǎn)讀數(shù)為26.10mL，
故答案為：26.10mL； 
（5）根據(jù)數(shù)據(jù)的有效性，舍去第2組數(shù)據(jù)，然后求出1、3組平均消耗V（KMnO₄）=$\frac{26.11+26.09}{2}$mL=26.10mL，由關(guān)系式：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄，n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（MnO₄^-），即：c（H₂C₂O₄）×0.025L=$\frac{5}{2}$×0.1000mol•L^-1×0.02610L，解得c（H₂C₂O₄）=0.2610 mol•L^-1，
故答案為：0.2610；
（6）A．酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗就直接注入KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液，標(biāo)準(zhǔn)液的濃度偏小，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析，c（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，故A錯誤；
B．滴定前盛放草酸溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥，對V（標(biāo)準(zhǔn)）無影響，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析，c（標(biāo)準(zhǔn)）不變，故B錯誤；
C．酸式滴定管尖嘴部分在滴定前沒有氣泡，滴定后有氣泡，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析，c（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，故C正確；
D．讀取KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)液時，開始仰視讀數(shù)，滴定結(jié)束時俯視讀數(shù)，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，根據(jù)c（待測）=$\frac{c（標(biāo)準(zhǔn)）V（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析，c（標(biāo)準(zhǔn)）偏小，故D正確，
故答案為：CD；
（7）KHC₂O₄溶液中的電荷守恒和物料守恒得到的離子濃度關(guān)系；2c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）+c（HC₂O₄^-）=c（H⁺）+c（K⁺），c（K⁺）=2c（C₂O₄^2-）+c（HC₂O₄^-）+c（H₂C₂O₄），得到c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂C₂O₄），說明溶液中滿足c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂C₂O₄），溶液中溶質(zhì)為KHC₂O₄，草酸是二元弱酸，草酸氫鉀在水中電離程度大于水解程度，溶液顯酸性，向10mL0.01mol/L的H₂C₂O₄溶液中滴加0.01mol/LKOH溶液V（mL），當(dāng)V=10 mL時，生成KHC₂O₄溶液，溶液中滿足c（C₂O₄^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂C₂O₄），
故答案為：10；  酸．

點(diǎn)評 本題主要考查氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)，題目難度中等，明確中和滴定的操作方法為解答關(guān)鍵，注意掌中和滴定的誤差分析方法與技巧，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．