题目内容
高锰酸钾是一种重要的化学试剂,其溶液不很稳定,在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气,在中性或弱碱性溶液中分解速度很慢,见光分解速度加快。
(1)酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式 。
(2)请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:
______MnO4— +______C2O42—+______H+=______Mn2++______CO2↑+____________
(3)某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程,将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中(温度相同,并不断振荡时),记录的现象如下表:
请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因 。
(4)该学习小组在获取了上述经验和结论以后,用稳定的物质草酸钠Na2C2O4(相对分子质量134.0)来标定高锰酸钾溶液的浓度。他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液,每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定。
①高锰酸钾溶液应装在 (填下图中的仪器编号)。
②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差,滴定时应注意的是 。
③若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测KMnO4浓度偏低的是 。
A.未润洗盛放KMnO4的滴定管
B.滴定前尖嘴部分无气泡,滴定终点时出现气泡
C.定容时,俯视刻度线
D.锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗
④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色,消耗KMnO4溶液20.00mL(多次测定的平均值),则KMnO4溶液的浓度为 。
(1)酸性条件下高锰酸钾溶液分解的离子方程式 。
(2)请配平高锰酸钾溶液与草酸钠Na2C2O4溶液在酸性条件下反应的离子方程式:
______MnO4— +______C2O42—+______H+=______Mn2++______CO2↑+____________
(3)某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程,将高锰酸钾溶液逐滴地滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中(温度相同,并不断振荡时),记录的现象如下表:
滴入高锰酸钾溶液的次序(每滴溶液的体积相同) | 高锰酸钾溶液紫色褪去的时间 |
先滴入第1滴 | 1min |
褪色后再滴入第2滴 | 15s |
褪色后再滴入第3滴 | 3s |
褪色后再滴入第4滴 | 1s |
请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因 。
(4)该学习小组在获取了上述经验和结论以后,用稳定的物质草酸钠Na2C2O4(相对分子质量134.0)来标定高锰酸钾溶液的浓度。他们准确称取1.340g纯净的草酸钠配成250mL溶液,每次准确量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定。
①高锰酸钾溶液应装在 (填下图中的仪器编号)。
②为了防止高锰酸钾在酸性条件下分解而造成误差,滴定时应注意的是 。
③若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测KMnO4浓度偏低的是 。
A.未润洗盛放KMnO4的滴定管
B.滴定前尖嘴部分无气泡,滴定终点时出现气泡
C.定容时,俯视刻度线
D.锥形瓶用水洗之后未用待测液润洗
④当溶液呈微红色且半分钟内不褪色,消耗KMnO4溶液20.00mL(多次测定的平均值),则KMnO4溶液的浓度为 。
(1)4MnO4-+4H+═4MnO2↓+3O2↑+2H2O
(2)2、5、16=2、10、8H2O ;
(3)反应生成的Mn2+对反应有催化作用,且c(Mn2+)浓度大催化效果更好
(4)①丙
②逐滴滴入高锰酸钾溶液,待前一滴高锰酸钾溶液颜色褪去后再滴加 (说明:当溶液中生成的Mn2+较多时,反应速率加快后再增大滴加速度)
③0.0200mol/L
(2)2、5、16=2、10、8H2O ;
(3)反应生成的Mn2+对反应有催化作用,且c(Mn2+)浓度大催化效果更好
(4)①丙
②逐滴滴入高锰酸钾溶液,待前一滴高锰酸钾溶液颜色褪去后再滴加 (说明:当溶液中生成的Mn2+较多时,反应速率加快后再增大滴加速度)
③0.0200mol/L
试题分析:(1)由题目信息可知,高锰酸钾溶液在酸性、碱性条件下都会分解,且见光分解速度加快,故应避光保存配成中性溶液;由题目信息可知,高锰酸钾在酸性条件下会分解生成二氧化锰和氧气,同时会生成水,据此书写离子方程式;
(2)反应中MnO4-→Mn2+,锰元素化合价由+7价降低为+2价,共降低5价,C2O42-→CO2,碳元素化合价由+3价升高为+4,共升高2价,化合价最小公倍数为10,故MnO4-系数为2,C2O42-系数为5,再根据元素守恒可知Mn2+系数为2、CO2系数为10,根据电荷守恒可知H+系数为16,根据氢元素守恒可知H2O系数为8,配平后离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O,故答案为:2、5、16=2、10、8H2O ;
(3)反应中Mn2+浓度发生显著变化,应是反应生成的Mn2+对反应有催化作用,且c(Mn2+)浓度大催化效果更好;故答案为:反应生成的Mn2+对反应有催化作用,且c(Mn2+)浓度大催化效果更好;
(4)①高锰酸钾具有强氧化性,可以发生碱式滴定管的橡皮管,故应用酸式滴定管盛放;
②逐滴滴入高锰酸钾溶液,待前一滴高锰酸钾溶液颜色褪去后再滴加,防止高锰酸钾在酸性条件下分解;
③令KMnO4溶液的浓度为c,根据方程式2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O计算.
n(C2O42-)=1.34g/134g·mol-1=0.01mol,则:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O计
2mol 5mol
c×0.02L×10 0.01mol
所以2mol:5mol=c×0.02L×10:0.01mol
解得c=0.02mol·L-1
故答案为:0.02mol·L-1.
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