Question

【题目】常温下甲醛是一种无色、有特殊刺激性气味的气体，易溶于水，是世界卫生组织(WHO)确定的致癌物和致畸形物之一。我国规定：居室空气中甲醛的最高容许浓度为0.08mg/m3。某研究性学习小组设计用如下方法测定某居室空气中甲醛的含量（假设空气中无其他还原性气体）：

（1）测定原理：KMnO4(H+)溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸，反应的离子方程式为：

4MnO4-+ 5HCHO + 12H+ == 4Mn2+ + 5CO2↑+ 11H2O

2MnO4-+ 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O

（2）测定装置：部分装置如图所示（a、b为止水夹）

（3）实验步骤：

① 检查装置气密性（气密性良好）。

② 用___________（填仪器名称）准确移取20.00 mL 2.00×10－3mol·L—1的高锰酸钾溶液（过量）于广口瓶中并滴入3滴6mol·L-1的H2SO4溶液备用。

③ 将2.00×10-3mol·L-1的草酸标准溶液置于_____________（填仪器名称）中备用。

④ 打开a，关闭b，用注射器抽取100mL新装修的室内空气。关闭a，打开b，再缓缓推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应。再如此重复4次（共5次）。如果压送气体时速度过快，可能会产生什么不利后果？___________。

⑤ 将广口瓶中的溶液转入锥形瓶中（润洗广口瓶2～3次，并将洗涤液全部转入锥形瓶）。如果没有润洗，所测甲醛的含量将_________（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）；

⑥ 用标准草酸溶液滴定锥形瓶中的溶液；记录滴定所消耗的草酸溶液体积。本实验是否需要指示剂？_________（填“是或否”），滴定终点时的实验现象为____________________。

⑦ 再重复实验2次。

（4）数据处理：分别于装修完工后的第1天、第7天、第30天(室内始终保持通风换气状况)对室内空气进行取样，通过实验测得以下三组数据（每次实验所取的KMnO4溶液均为 20.00mL）：

装修后 第n天	草酸溶液（mL）				甲醛的浓度 mg/m3
	1	2	3	平均值
1	15.86	15.72	15.67	15.75
7	26.17	26.36	26.38	26.27
30	49.05	48.98	49.02	48.95

设 KMnO4溶液的物质的量浓度为c1，KMnO4溶液的体积为v1(mL)，草酸溶液的物质的量浓度为c2，草酸溶液的平均体积为v2(mL)则：计算室内空气中甲醛浓度（mg/m3）的代数式为__________（用c1、c2 、v1、v2表示），利用表中数据计算第30天室内空气中甲醛浓度为_______mg/m3。

Answer 1

【答案】酸式滴定管 酸式滴定管 甲醛吸收不充分，影响测定结果 偏高 否 加入最后一滴草酸溶液时溶液褪色且半分钟内不重新变红 (75clvl-30c2v2)×103 63

【解析】

（3）②由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够氧化橡胶管。

③草酸是酸应储存在酸式滴定管中备用。

④如果注射器压送气体速度过快，空气中的甲醛没有完全被高锰酸钾溶液吸收。

⑤不润洗高锰酸钾溶液损失，消耗草酸减小，甲醛消耗高锰酸钾增多。

⑥高锰酸钾溶液是紫红色，恰好反应后紫红色褪去说明反应达到终点。

（4）根据反应4MnO4-+ 5HCHO + 12H+ == 4Mn2+ + 5CO2↑+ 11H2O，2MnO4-+ 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O计算。

（3）②由于高锰酸钾溶液具有强氧化性，不能使用碱式滴定管，应该选用酸式滴定管盛装，故答案为：酸式滴定管。

③草酸是酸应储存在酸式滴定管中备用，故答案为：酸式滴定管。

④如果注射器压送气体速度过快，空气中的甲醛没有完全被高锰酸钾溶液吸收，导致测定结果偏低，故答案为：甲醛吸收不充分，影响测定结果。

⑤不润洗高锰酸钾溶液损失，消耗草酸减小，甲醛消耗高锰酸钾增多，故答案为：偏高。

⑥高锰酸钾溶液是紫红色，恰好反应后紫红色褪去说明反应达到终点，不需要用指示剂；以高锰酸钾为指示剂，加入最后一滴草酸溶液时溶液褪色且半分钟内不重新变红，故答案为：否；加入最后一滴草酸溶液时溶液褪色且半分钟内不重新变红。

（4）设 KMnO4溶液的物质的量浓度为c1，KMnO4溶液的体积为v1(mL)，草酸溶液的物质的量浓度为c2，草酸溶液的平均体积为v2(mL)，则

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O

2 5

0.4 c2v2×10-3 c2v2×10-3

与甲醛反应的高锰酸钾的物质的量=（c1v1×10-3-0.4 c2v2×10-3）mol，

4MnO4- + 5HCHO + 12H+ == 4Mn2+ + 5CO2↑+ 11H2O

4 5

（c1v1×10-3-0.4 c2v2×10-3）mol，1.25（c1v1×10-3-0.4 c2v2×10-3）mol

五次测定，空气体积为500mL，计算室内空气中甲醛浓度（mg/m3）的代数式=[1.25（c1v1×10-3-0.4 c2v2×10-3）×30/0.5]g/L=(75clvl-30c2v2)×103 mg/m3；准确移取20.00 mL 2.00×10－3mol·L—1的高锰酸钾溶液，将2.00×10-3mol·L-1的草酸标准溶液，实验平均消耗草酸48.95mL，代入上述计算式得到甲醛=(75clvl-30c2v2)×103=（75×2.00×10－3×20-30×2.00×10-3×48.95）×103 mg/m3=63 mg/m3，故答案为：(75clvl-30c2v2)×103；63。