题目内容

已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=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,准确称取1.20g软锰矿样品,加入2.68g草酸钠固体,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,将所得溶液转移到容量瓶中并定容;从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中,再用0.0200mol?L-1KMnO4标准溶液进行滴定,当滴入20.00mLKMnO4溶液时恰好完全反应.试回答下列问题:
(1)0.0200mol?L-1KMnO4标准溶液应置于
(选填“甲”或“乙”)滴定管中;滴定终点如何判断
当看到滴入一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液立即变成紫色,且半分钟不褪色,即达到滴定终点
当看到滴入一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液立即变成紫色,且半分钟不褪色,即达到滴定终点

(2)你能否帮助该研究小组求得软锰矿中MnO2的质量分数
(选填“能”或“否”).若回答“能”,请给出计算结果
;若回答“否”,试说明原因
不知道容量瓶的规格
不知道容量瓶的规格

(3)若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是
BC
BC

A.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻棒洗涤
B.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失
C.定容时,俯视刻度线
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
E.锥形瓶水洗之后未用待测液润洗.
分析:(1)KMnO4溶液呈紫色,草酸反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,紫色不褪去,滴定到终点,因高锰酸钾具有强氧化性,应装在酸式滴定管中;
(2)题中没有告诉使用的容量瓶的规格,无法知道配制的溶液的体积;
(3)A、没有洗涤烧杯、玻璃棒,导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小;
B、滴定前有气泡,导致消耗的标准液体积增大;
C、定容时俯视刻度线,会导致配制的样品溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大;
D、滴定前仰视读数,读数会偏大,滴定后俯视读数,读数会偏小,最终计算结果偏小;
E、锥形瓶不需要润洗,操作正确.
解答:解:(1)高锰酸钾具有强氧化性,应装在酸式滴定管中,甲是酸式滴定管,乙是碱式滴定管;
草酸与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,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,
故答案为:甲;当看到滴入一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液立即变成紫色,且半分钟不褪色,即达到滴定终点;
(2)由于操作过程中没有告诉容量瓶的规格是多少,无法知道配制的溶液的体积,
故答案为:否;因为不知道容量瓶的规格;
(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,
A.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻棒洗涤,没有洗涤烧杯、玻璃棒,会导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小,滴定是消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰的含量结果偏高,故A错误;
B.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失,滴定前有气泡,滴定时消耗的高锰酸钾标准液体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故B正确;
C.定容时,俯视刻度线,会导致配制的样品溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故C正确;
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数:滴定前仰视读数,读数会偏大,滴定后俯视读数,读数会偏小,最终计算结果偏小,消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰含量偏高,故D错误;
E.锥形瓶水洗之后未用待测液润洗,锥形瓶不需要润洗,此操作正确,对滴定结果没有影响,故E错误;
故选BC.
点评:该题涉及到氧化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类似.由于该反应有明显的颜色变化,故可不可用指示剂.
练习册系列答案
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采用硫酸同槽浸出软锰矿(主要成分MnO2)和黄铜矿(主要成分CuFeS2)的新工艺方法提取锰、铜、铁元素获得成功,符合绿色化学思想,生产流程示意如下:已知:

步骤①:5MnO2+2CuFeS2+10H2SO4=5MnSO4+Fe2(SO43+2CuSO4+4S+10H2O
(1)请写出MnO2一种用途:
催化剂、制备氯气
催化剂、制备氯气

根据下表数据,回答相关问题.
Cu(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2 Fe(OH)2
开始沉淀pH 4.2 1.5 7.3 6.4
完全沉淀pH 6.7 3.2 9.8 9.0
(2)E:
Fe(OH)3
Fe(OH)3
,F:
Cu(OH)2
Cu(OH)2
,D中主要溶质
(NH42SO4
(NH42SO4
(填化学式).
(3)若c(MnSO4)=3×10-6 mol?L-1,c(CO32-)=3.3×10-5 mol?L-1,则MnSO4溶液与碳酸盐溶液按体积比2:1混合,恰好达到溶解平衡,MnCO3的Ksp=
2.2×10-11
2.2×10-11

(4)请写出步骤④发生的离子反应方程式:
Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+
Mn2++2NH3+CO2+H2O=MnCO3↓+2NH4+

(5)步骤⑤,在不同温度下分解可得到锰的不同氧化物.根据如图数据计算:530℃至1000℃时,可得一种固体纯净物.其化学式为:
Mn2O3
Mn2O3


(6)称取0.435g软锰矿于烧杯中,再分别往烧杯中加入过量的20.00mL 0.1000mol?L-1 Na2C2O4溶液和过量的硫酸,充分搅拌溶解,过滤,将滤液转移至锥形瓶中,用0.1000mol?L-1的KMnO4溶液滴定至终点,消耗了4.00mL KMnO4的溶液.反应式如下:MnO2+Na2C2O4+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
①写出酸性KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4溶液的离子反应方程式:
5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O

②计算软锰矿中MnO2的百分含量
20.0%
20.0%

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