Question

11．草酸（H₂C₂O₄）存在于自然界的植物中，其K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5，具有還原性，溶于水，溶液有酸性，為測定某H₂C₂O₄溶液的濃度，取該溶液于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為c mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．滴定原理為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
（1）滴定管在使用之前，必須進行的操作是檢查是否漏水，滴定時，KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管（填“酸式滴定管”或“堿式滴定管”）中，達(dá)到滴定終點時的現(xiàn)象為滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘不褪色．
（2）如圖表示50mL滴定管中液面的位置，若A與C刻度間相差1mL，C處的刻度為20，滴定管中液面讀數(shù)應(yīng)為19.40mL，此時滴定管中液體的體積大于30.60mL．（填大于、小于或等于）
（3）為了減小實驗誤差，該同學(xué)一共進行了三次實驗，假設(shè)每次所取H₂C₂O₄溶液體積均為VmL，三次實驗結(jié)果記錄如下：

實驗次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO4溶液體積/mL	22.32	24.39	24.41

從上表可以看出，第一次實驗中記錄消耗KMnO₄溶液的體積明顯少于后兩次，其原因可能是AE
A．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時KMnO₄溶液的體積
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡
C．第一次滴定盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗．
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗，
E．滴加KMnO₄溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定
（4）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，寫出H₂C₂O₄的物質(zhì)的量濃度的表達(dá)式（必須化簡）：C=$\frac{61c}{V}$mol/L．
（5）請你一個設(shè)計簡單實驗證明草酸的酸性強于碳酸，實驗操作及現(xiàn)象是取少量的NaHCO₃于試管中，加入草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生．

Answer 1

分析 （1）實驗前滴定管必須進行檢漏；KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘不褪色為滴定到終點；
（2）若A與C刻度間相差1mL，說明每兩個小格之間是0.1mL，C處的刻度為20，據(jù)此確定A的刻度，注意滴定管的上面數(shù)值小，下面數(shù)值大，距活塞有一段距離沒有刻度；  
（3）根據(jù)所用過程判斷不當(dāng)操作對相關(guān)物理量的影響；
（4）根據(jù)化學(xué)方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計算草酸的濃度；
（5）根據(jù)強酸制弱酸的原理用強酸和弱酸的鹽反應(yīng)來解答；

解答 解：（1）滴定管在使用之前，必須進行的操作是檢查是否漏水；KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；
KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘不褪色為滴定到終點，
故答案為：酸；酸式滴定管；滴入最后一滴KMnO₄溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘不褪色；
（2）若A與C刻度間相差1mL，說明每兩個小格之間是0.1mL，C處的刻度為20，A和B之間是四個小格，所以相差0.40mL，則B是19.40mL，由于滴定管50.00mL刻度下方還有液體，所以實際溶液的液體大于50mL-19.40mL=30.60mL；
故答案為：19.40；大于；
（3）A．實驗結(jié)束時俯視刻度線讀取滴定終點時KMnO₄溶液的體積，液面偏高，讀數(shù)偏小，導(dǎo)致KMnO₄體積偏小，故A正確；
B．滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定結(jié)束無氣泡，導(dǎo)致KMnO₄體積偏大，故B錯誤；
C．第一次滴定盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，溶液被稀釋，KMnO₄濃度偏小，導(dǎo)致KMnO₄體積偏大，故C錯誤；
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤洗過，后兩次未潤洗，潤洗錐形瓶導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量偏大，導(dǎo)致KMnO₄體積偏大，故D錯誤；
E、滴加KMnO₄溶液過快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，導(dǎo)致KMnO₄體積偏小，故E正確；
故選：AE．
（4）三次滴定消耗KMnO₄溶液體積分別為：22.32mLmL、24.39mL、24.41mL，第一次誤差較大，舍去，mLmLmL消耗KMnO₄溶液平均體積為$\frac{24.39mL+24.41mL}{2}$=24.40mL，消耗KMnO₄物質(zhì)的量為n（KMnO₄）=cmol/L×0.0244L，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O可知，n（H₂C₂O₄）=$\frac{5}{2}$n（KMnO₄）=$\frac{5}{2}$×cmol/L×0.0244L=0.061cmol，則草酸的濃度為$\frac{0.061cmol}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{61c}{V}$mol/L；
故答案為：$\frac{61c}{V}$mol/L；
（5）取少量的NaHCO₃于試管中，加入草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生可證明草酸的酸性強于碳酸；
故答案為：取少量的NaHCO₃于試管中，加入草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生；

點評 本題以物質(zhì)含量為背景考查氧化還原滴定與計算，難度中等，注意實驗原理的掌握，滴定管上的刻度和量筒上刻度的區(qū)別，為易錯點．