Question

某�；瘜W(xué)興趣小組進行了下列三項實驗活動：
（1）探究草酸（H₂C₂O₄）與高錳酸鉀溶液在 不同條件下反應(yīng)的快慢；
（2）測定草酸晶體的純度；
（3）探究Fe²⁺和I^-還原性的強弱．
已知：①Mn0₄^_在酸性環(huán)境下的還原產(chǎn)物是Mn²⁺；②草酸是二元弱酸．
Ⅰ．探究草酸與髙錳酸鉀溶液在不同條件下反應(yīng)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入相應(yīng)的試劑，使其發(fā)生反應(yīng)．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下表所 示（表中“一”表示未加入該試劑）．

實驗 編號	反應(yīng)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	650C	----	---	1mL	1OOs
2	650C	10滴	---	1mL	90s
3	750C	10滴	----	1mL	40s
4	750C	10滴	加入少許	1mL	3s

根據(jù)以上4組實驗，可以得出的結(jié)論主要有

 

Ⅱ．測定草酸晶體的純度
用托盤天平稱取草酸晶體（H₂C₂O₄?2H₂O）Wg；配制成250mL溶液；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；滴定實驗重復(fù)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

 

（2）上述H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)的離子方程為

 

．
（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

 

（以含W、V的表達式表示）．
Ⅲ．探究Fe²⁺和I^-還原性的強弱
【猜想假設(shè)】假設(shè)1：Fe²⁺還原性比I^-強；假設(shè)2：I^-還原性比Fe²⁺強．
【實驗驗證】請在下表中寫出實驗步驟及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
將很少量Cl2通入過量的FeI2溶液中； 取少量反應(yīng)后溶液分置于A、B兩試管中；往A中滴加    溶液．振蕩： 往往B中滴加    溶液．振蕩?	若   ． 則假設(shè)1成立； 若   ． 則假設(shè)2成立．

【思考與拓展】請你設(shè)計一個簡單方案，證明I^-的還原性強于Fe²⁺ （寫出實驗步驟及現(xiàn)象）：

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,氧化性、還原性強弱的比較

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

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(yīng)褪色時間縮短，第三組是升溫，反應(yīng)速率較大幅度增大，第四組加入硫酸錳反應(yīng)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(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳，錳離子和水；
（3）依據(jù)滴定實驗數(shù)據(jù)和離子方程式計算得到；
Ⅲ、檢驗鐵離子用硫氰酸鉀溶液變紅色檢驗，檢驗碘單質(zhì)用淀粉溶液變藍檢驗；將少量氯化鐵溶液滴入碘化鉀淀粉溶液中若變藍色證明；

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(yīng)褪色時間比第一組縮短，第三組是升高溫度，反應(yīng)速率較大幅度增大，每升高10°C反應(yīng)速率增大為原來的2.25倍，第四組加入硫酸錳，反應(yīng)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(yīng)速率加快，升溫反應(yīng)速率加快且溫度升高10°C反應(yīng)速率增大為原來的2.25倍，Mn²⁺做該反應(yīng)的催化劑，可加快反應(yīng)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(zhǔn)確量��；
故答案為：酸式滴定管；
（2）H₂C₂O₄溶液與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)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髙錳酸鉀溶液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(zhì)的量=

5×V×10-3L×0.10mol/L

2

×10=2.5V×10^-5mol，則草酸晶體的純度為=

2.5V×10-5mol×126g/mol

Wg

×100%=

31.5V

W

%；
故答案為：

31.5V

W

%；
Ⅲ、假設(shè)1：Fe²⁺還原性比I^-強；假設(shè)2：I^-還原性比Fe²⁺強，檢驗鐵離子用硫氰酸鉀溶液變紅色檢驗，檢驗碘單質(zhì)用淀粉溶液變藍檢驗，將很少量Cl₂通入過量的FeI₂溶液中； 取少量反應(yīng)后溶液分置于A、B兩試管中；往A中滴如KSCN溶液振蕩，向B試管中加入淀粉溶液，若A試管中溶液變紅色，B不變藍色，證明加入、假設(shè)1正確，若A試管中溶液不變紅色，試管B中變藍色，證明假設(shè)2正確；
故答案為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
將很少量Cl2通入過量的FeI2溶液中； 取少量反應(yīng)后溶液分置于A、B兩試管中；往A中滴加 KSCN溶液．振蕩： 往往B中滴加 淀粉溶液．振蕩?	若 A變紅色，B不變色． 則假設(shè)1成立； 若 A不變色，B變藍色． 則假設(shè)2成立．

證明I^-的還原性強于Fe²⁺ 的簡單實驗是：將少量氯化鐵溶液滴入碘化鉀淀粉溶液中若變藍色證明碘離子的還原性大于亞鐵離子，2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂；
故答案為：將少量氯化鐵溶液滴入碘化鉀淀粉溶液中若變藍色證明碘離子的還原性大于亞鐵離子；

點評：本題考查了物質(zhì)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(yīng)用，離子還原性的實驗設(shè)計和實驗分析，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．