Question

2．某學習小組對影響速率的因素和氧化還原反應滴定進行探究：
探究I“影響化學反應速率的因素”，選用4mL0.01mol/LKMn04溶液與2mL0.1mol/L H2C2O4溶液在稀硫酸中進行實驗，改變條件如表：

組別	草酸的體積（mL）	溫度	其他物質
①	2Ml	20	無
②	2mL	20	10滴飽和MnS04溶液
③	2mL	30	無
④	1mL	20	1mL蒸饋水

（1）實驗①和②的目的是研究催化劑對化學反應速率的影響；如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗①和③．
（2）對比實驗①和④，可以研究反應物的濃度對化學反應速率的影響，實驗④中加入1mL蒸餾水的目的是確保①和④組對比實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變．
探究II．該小組查閱資料得知：2Mn0₄^_+5C₂0₄^2_+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，欲利用該反應測定某草酸鈉（Na₂C₂0₄）樣品中草酸鈉的質量分數(shù)．該小組稱量1.34g草酸鈉樣品溶于稀硫酸中，然后用0.200mol/L的酸性高鍵酸鉀溶液進行滴定（其中的雜質不跟高錳酸鉀和稀硫酸反應）．
（1）滴定前是否要滴加指示劑？否．（填“是”或“否”）
（2）下列操作中可能使所測Na₂C₂0₄溶液的濃度數(shù)值偏低的是
A．酸式滴定管未用標準酸性高錳酸鉀溶液潤洗就直接注入酸性高錳酸鉀溶液
B．滴定前盛放Na₂C₂0₄溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
D．讀取酸性高錳酸鉀溶液體積時，開始仰視讀數(shù)，滴定結束時俯視讀數(shù)
（3）達到終點時消耗了15.00mL的高錳酸鉀溶液，樣品中草酸鈉的質量分數(shù)為75%．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在其它條件相同，的條件下，對比實驗；
（2）對比實驗①和④，從提供的反應物的差異解答；
II（1）根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，過程中不需要加指示劑；
（2）根據(jù)C（待測）═$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析誤差；
（3）在酸性條件下，高錳酸根離子能和草酸發(fā)生氧化還原反應生成二價錳離子、二氧化碳和水，根據(jù)反應計算．

解答 解：Ⅰ（1）由實驗目的可知，探究反應物濃度、溫度、催化劑對反應速率影響，需在相同的條件下對比實驗，同濃度溶液，在相同溫度下進行反應，①無催化劑，②有催化劑，對比實驗，
故答案為：研究催化劑對化學反應速率的影響；①和③；
（2）對比實驗①和④，10%硫酸的體積不同，其它物質，Ⅳ中加入了蒸餾水，說明兩組實驗中的反應物的濃度不同，所以可通過探究反應物的濃度對化學反應速率的影響；對比實驗①和④，④中只加入1mL10%硫酸，與I中加入的溶液體積不等，就不能保證，4mL 0.01mol•L^-1KMnO₄溶液與2mL 0.1mol•L^-1 H₂C₂O₄溶液，反應物濃度相同，實驗④中加入1mL蒸餾水的目的是保證了KMnO₄溶液與H₂C₂O₄溶液的起始濃度相同，
故答案為：確保①和④組對比實驗中c（KMnO₄）、c（H₂C₂O₄）濃度不變或確保溶液總體積不變；
II（1）酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，當達到滴定終點時，再滴入酸性高錳酸鉀溶液時，紫紅色不再褪去，故不需要指示劑，
故答案為：否；
（2）根據(jù)C（待測）═$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析誤差，
A．酸式滴定管未用標準酸性高錳酸鉀溶液潤洗就直接注入酸性高錳酸鉀溶液，需要草酸鈉的量偏低，結果偏低，故A正確；
B．滴定前盛放Na₂C₂0₄溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥，無影響，故B錯誤；
C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，需要草酸鈉的量偏小，濃度偏低，故C正確；
D．讀取酸性高錳酸鉀溶液體積時，開始仰視讀數(shù)，滴定結束時俯視讀數(shù)，草酸鈉用量偏高，濃度偏高，故D錯誤；
故答案為：AC；
（3）草酸鈉（Na₂C₂O₄）溶于稀硫酸中，然后用酸性高錳酸鉀溶液進行滴定，消耗n（KMnO₄）=0.015L×0.200mol•L^-1=3×10^-3mol，離子方程式為：2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，則
2MnO₄^-+5C₂O₄^2-+16H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
2              5
3×10^-3mol     7.5×10^-3mol    
樣品中草酸鈉的質量為m=7.5×10^-3mol×134g/mol=7.5×134×10^-3g，
樣品中草酸鈉的質量分數(shù)為$\frac{7.5×134×1{0}^{-3}}{1.34}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點評 該題涉及到氧化還原滴定，雖然基于反應原理與中和滴定不同，但實驗原理及操作和所用儀器等類似，由于該反應有明顯的顏色變化，故可不用指示劑．