题目内容
甲醛是世界卫生组织（WHO）确认的致癌物和致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08mg?m-3．某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量，请你参与并协助他们完成相关学习任务．
【测定原理】KMnO4（H+）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸．
4MnO4-+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【测定装置】部分装置如图1所示
[测定步骤]
①用
②将1.00×10-3 mol?L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用．
③打开
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中（包括洗涤液），再用标准草酸溶液进行滴定，记录滴定所消耗的草酸溶液的体积．
⑤再重复实验2次，实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL．
【交流讨论】
（1）计算该居室内空气中甲醛的浓度
（2）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，请你对其可能的原因（假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误）提出合理假设：
（3）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中一致认为：实验装置应加以改进．有同学提议：可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图2），有利于提高实验的准确度，其理由是
【测定原理】KMnO4（H+）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸．
4MnO4-+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
【测定装置】部分装置如图1所示
[测定步骤]
①用
酸式滴定管
酸式滴定管
量取5.00mL1.00×10-3mol?L-1KMnO4溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H2SO4酸化．②将1.00×10-3 mol?L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用．
③打开
a
a
，关闭b
b
（填“a”或“b”），用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气．关闭a
a
，打开b
b
（填“a”或“b”），再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应．再重复③操作4次．④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中（包括洗涤液），再用标准草酸溶液进行滴定，记录滴定所消耗的草酸溶液的体积．
⑤再重复实验2次，实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL．
【交流讨论】
（1）计算该居室内空气中甲醛的浓度
18
18
mg?m-3，该居室的甲醛是
是
（填是或否）超标．（2）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，请你对其可能的原因（假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误）提出合理假设：
注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等
注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等
（至少答出2种可能性）．（3）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中一致认为：实验装置应加以改进．有同学提议：可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图2），有利于提高实验的准确度，其理由是
增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分
增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分
．分析：[测定步骤]：①高锰酸钾溶液且具有强氧化性，可以腐蚀橡胶管，应用酸式滴定管量取；
③先打开a、关闭b，用注射器提取室内空气，然后关闭a、打开b，将注射器中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中；
交流讨论：（1）先计算出总的高锰酸钾的物质的量，然后利用滴定数据计算出草酸消耗的高锰酸钾的物质的量，再计算出甲醛消耗高锰酸钾的物质的量，最后计算出1m3空气中含有的甲醛的质量，根据居室中甲醛含量标准，判断出空气质量情况；
（2）导致空气中甲醛不能完全反应的操作等，使测定甲醛的含量偏低；
（3）气体与溶液的接触面积越大，反应越充分．
③先打开a、关闭b，用注射器提取室内空气，然后关闭a、打开b，将注射器中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中；
交流讨论：（1）先计算出总的高锰酸钾的物质的量，然后利用滴定数据计算出草酸消耗的高锰酸钾的物质的量，再计算出甲醛消耗高锰酸钾的物质的量，最后计算出1m3空气中含有的甲醛的质量，根据居室中甲醛含量标准，判断出空气质量情况；
（2）导致空气中甲醛不能完全反应的操作等，使测定甲醛的含量偏低；
（3）气体与溶液的接触面积越大，反应越充分．
解答：解：[测定步骤]：①高锰酸钾溶液且具有强氧化性，可以腐蚀橡胶管，应用酸式滴定管量取，
故答案为：酸式滴定管；
③先打开a、关闭b，用注射器提取室内空气，然后关闭a、打开b，将注射器中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中，
故答案为：a、b；a、b；
交流讨论：（1）5.00mL 1.00×10-3mol/L的高锰酸钾溶液中含有的高锰酸钾的物质的量为：0.005L×1.00×10-3mol/L=5×10-6mol，
氧化甲醛后剩余的高锰酸钾消耗的草酸物质的量为：1.00×10-3mol/L×0.01238L=1.238×10-5mol，
根据反应2MnO4-+5H2C2O4+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O，草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为：
×1.238×10-5mol=4.952×10-6mol，
氧化甲醛的高锰酸钾的物质的量为：5×10-6mol-4.952×10-6mol=4.8×10-8mol，
根据反应4MnO4-+5HCHO+12H+→4Mn2++5CO2↑+11H2O，100mL空气中含有的甲醛物质的量为：
×4.8×10-8mol=6×10-8mol，
1m3空气中含有的甲醛物质的量为：6×10-8mol×
=6×10-4mol，甲醛的质量为：6×10-4mol×30g/mol=180×10-4g=18mg＞0.08mg，所以该空气不合格，
故答案为：18；是；
（2）注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等，会导致空气中甲醛不能完全反应，使测定甲醛的含量偏低，
故答案为：注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等；
（3）将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，可以增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分，有利于提高实验的准确度，
故答案为：增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分．
故答案为：酸式滴定管；
③先打开a、关闭b，用注射器提取室内空气，然后关闭a、打开b，将注射器中的气体压缩到酸性高锰酸钾溶液中，
故答案为：a、b；a、b；
交流讨论：（1）5.00mL 1.00×10-3mol/L的高锰酸钾溶液中含有的高锰酸钾的物质的量为：0.005L×1.00×10-3mol/L=5×10-6mol，
氧化甲醛后剩余的高锰酸钾消耗的草酸物质的量为：1.00×10-3mol/L×0.01238L=1.238×10-5mol，
根据反应2MnO4-+5H2C2O4+6H+→2Mn2++10CO2↑+8H2O，草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为：
| 2 |
| 5 |
氧化甲醛的高锰酸钾的物质的量为：5×10-6mol-4.952×10-6mol=4.8×10-8mol，
根据反应4MnO4-+5HCHO+12H+→4Mn2++5CO2↑+11H2O，100mL空气中含有的甲醛物质的量为：
| 5 |
| 4 |
1m3空气中含有的甲醛物质的量为：6×10-8mol×
| 106mL |
| 100mL |
故答案为：18；是；
（2）注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等，会导致空气中甲醛不能完全反应，使测定甲醛的含量偏低，
故答案为：注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等；
（3）将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡，可以增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分，有利于提高实验的准确度，
故答案为：增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分．
点评：本题以空气中甲醛含量测定为载体，考查仪器的选择、对操作的理解分析与评价、对装置的评价、氧化还原反应滴定应用、化学计算等，需要学生具备扎实的基础与运用知识分析、解决问题的能力，侧重对学生能力的考查，兼顾基础知识，难度中等．
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