题目内容
【题目】已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化,反应的离子方程式:2MnO4-+5C2O42-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O。
某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数,实验步骤如下:
准确称取1.00g软锰矿样品,加入2.68g Na2C2O4,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应之后冷却、滤去杂质,将所得溶液全部转移到250mL容量瓶中并定容。取出25.00mL待测液置于锥形瓶中,再用0.0200mol·L-1 KMnO4标准溶液进行滴定,当滴入20.00mL KMnO4溶液时恰好完全反应。
(1)0.0200mol·L-1 KMnO4标准溶液应置于______滴定管中(填“酸式”或“碱式”),判断滴定终点的依据是_______。
(2)根据实验数据计算,软锰矿中MnO2的质量分数为________。
(3)判断下列情况对测定结果的影响(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。若溶液转移至容量瓶中,未洗涤烧杯和玻璃棒,会使测定结果________;若未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,会使测定结果________。
【答案】酸式 溶液恰好变为浅红色,且半分钟不褪色 87% 偏大 偏小
【解析】
(1)KMnO4溶液具有强的氧化性,能够腐蚀橡胶;据此判断使用的仪器;其水溶液呈紫红色,草酸钠反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,紫红色不褪去,证明滴定到终点;
(2)先根据Na2C2O4的质量计算其物质的量,并计算滴定25.00mL稀释后溶液,消耗KMnO4的物质的量,根据氧化还原反应中得失电子数相等得n(MnO2)×2+n(KMnO4)×5= n(Na2C2O4) ×2,计算n(MnO2),再根据质量分数公式计算其质量分数;
(3)根据c=分析实验误差。
(1)高锰酸钾具有强氧化性,能够腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以应该装在酸式滴定管中;草酸钠与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,当滴定到终点时,二者恰好完全反应,再滴入一滴KMnO4溶液变成紫色(或红色)且半分钟不褪色,可说明达到滴定终点;
(2)n(C2O42-)=2.68g÷134g/mol=0.02mol,滴定250mL稀释后溶液,消耗n(MnO4-)=0.0200mol/L×0.0200L×10=0.00400mol,根据氧化还原反应中得失电子数相等得n(MnO2)×2+0.00400mol×5=0.0200mol×2,n(MnO2)=0.0100mol,MnO2的质量分数=×100%=87%;
(3)根据反应原理,消耗的高锰酸钾标准液体积偏大,高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大,二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小,测定的二氧化锰的含量偏小。若溶液转移至容量瓶中,未洗涤烧杯、玻璃棒,会导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小,滴定时消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰的含量结果偏大;若未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,则标消耗高锰酸钾溶液的体积偏大,高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大,二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小,测定的二氧化锰的含量偏小。