Question

（16分）乙二酸（HOOC-COOH）俗名草酸，易溶于水，属于二元中强酸，生产和科学实验中有着广泛的用途。草酸晶体的组成可用H₂C₂O₄·xH₂O表示，为了测定x值，进行如下实验：称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液，量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为amol·L^-1的KMnO₄溶液滴定，
（1）将所发生的反应方程式完成并配平，将完整的化学方程式写在答题卡上。
KMnO₄ + H₂C₂O₄ + （   ）---K₂SO₄ + CO₂↑+ MnSO₄ + （   ）
（2）整个实验过程中不需要的仪器有                （填序号）。
a．托盘天平（带砝码，镊子）b．酸式滴定管  c．烧瓶
d．100mL容量瓶  e．烧杯      f．漏斗     g．锥形瓶
h．玻璃棒    i．药匙   
（3）实验中，标准KMnO₄溶液应盛装在____式滴定管中。滴定终点时溶液的
颜色变化为                                       。
（4）在滴定过程中若用去amol·L^-1的KMnO₄溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为________mol·L^-1，由此可计算x的值是___________。
（用含W、a、V的代数式表示）
（5）该小组同学将0.02mol草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，则该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为         

Answer 1

（1）2KMnO₄ +5 H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 10CO₂↑+2 MnSO₄ + 8H₂O  
（2）c , f      
（3）酸   溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色 
（4）   0.1aV    （5） C(Na⁺)＞c(HC₂O₄^-)＞c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-) ＞ c(OH^-)

试题分析：根据题目中给出的条件，可以判断硫酸是反应物，根据守恒关系，可以判断生成物还有水，根据化合价的升高降低一致可以得到
（1）2KMnO₄ +5 H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 10CO₂↑+2 MnSO₄ + 8H₂O
（2）称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液，量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为amol·L^-1的KMnO₄溶液滴定，整个实验过程中必须的仪器a．托盘天平（带砝码，镊子）b．酸式滴定管 d．100mL容量瓶  e．烧杯        g．锥形瓶 h．玻璃棒    i．药匙   
（3）实验中，标准KMnO₄溶液应盛装在酸式滴定管中，因为酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶软管，所以只能放在酸式滴定管中。滴定终点时溶液的颜色变化为溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色
（4）在滴定过程中若用去amol·L^-1的KMnO₄溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度根据定量关系2KMnO_{4  ---   -----}5 H₂C₂O₄   
2           5
av/1000     0.025y
所以y=0.1aV               
H₂C₂O₄·xH₂O 其摩尔质量是（18x＋2+24+64）g/mol  
其物质的量是w/[（18x＋2+24+64）] mol 实验时从100.00mL水溶液，量取25.00mL进行试验，所以滴定时消耗掉的草酸是0.01av  mol
所以0.01av=w/[（18x＋2+24+64）] 所以 x=
（5）该小组同学将0.02mol草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，因为草酸是二元中强酸，钠离子浓度最大，其次是HC₂O₄^-仅仅小于钠离子浓度，氢离子有两部分构成，一部分是水电离的一部分是草酸电离的，所以c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-)，所以该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 C(Na⁺)＞c(HC₂O₄^-)＞c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-) ＞ c(OH^-)
点评：解答本题要从实验的目的出发，抓住定量关系，问题都会迎刃而解。酸碱中和滴定，是用已知物质量浓度的酸（或碱）来测定未知物质物质的量浓度的碱（或酸）的方法叫做酸碱中和滴定。实验中石蕊等做酸碱指示剂来判断是否完全中和。只要学生学习过程中牢记并理解这些基本定义，便不难解答此题。