题目内容

某校某班化学兴趣小组进行了下列两项试验活动:
(1)探究草酸(H2C2O4)与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢;
(2)测定草酸晶体的纯度.
已知:①Mn
O
-
4
在酸性环境下的还原产物是Mn2+;②草酸是二元弱酸.
Ⅰ.探究草酸与高锰酸钾溶液在不同条件下反应的快慢
取4支试管,分别加入0.10mol/L的草酸溶液5.0mL,按下表中四种方案分别加入相应的试剂,使其发生反应.四支试管中均可观察到有气泡产生,且溶液的颜色变化都为:紫红色→红色→橙红色→橙色→黄色→无色,溶液褪为无色所需的时间如下表所示(表中“-”表示未加入该试剂).
实验
编号
反应温度
(利用水浴加热)
稀硫酸溶液MnSO4固体0.10mol/LKMnO4溶液褪色时间
165℃--1.0mL100s
265℃10滴-1.0mL90s
375℃10滴-1.0mL40s
475℃10滴加入少许1.0mL3s
根据以上4组实验,可以得出的结论主要有
 
.
Ⅱ.测定草酸晶体的纯度
用托盘天平称取草酸晶体(H2C2O4?2H2O)样品Wg;配制成250mL溶液;每次移取25.00mL该溶液于锥形瓶中,用0.10mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定;滴定实验重复操作2-3次.请回答:
(1)实验中需要用到的玻璃仪器除了玻璃棒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、250mL容量瓶外还需要的一种玻璃仪器是
 
.(填仪器名称)
(2)上述H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为
 
.
(3)若滴定过程中平均消耗酸性高锰酸钾溶液VmL,则草酸晶体的纯度为
 
(以含W、V的表达式表示).
考点:探究物质的组成或测量物质的含量
专题:实验探究和数据处理题
分析:Ⅰ、依据图表实验数据分析,第二组是加入稀硫酸,反应褪色时间缩短,第三组是升温,反应速率较大幅度增大,第四组加入硫酸锰反应速率最快是起到催化作用;
Ⅱ、(1)依据溶液配制和滴定实验步骤分析需要的仪器,注意量取溶液的体积是精确量取,草酸是酸,高锰酸钾溶液具有强氧化性,需要用酸式滴定管;
(2)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应发生氧化还原反应生成二氧化碳,锰离子和水;
(3)依据滴定实验数据和离子方程式计算得到;
解答: 解:Ⅰ、依据图表实验数据分析,第二组是加入稀硫酸,反应褪色时间比第一组缩短,第三组是升高温度,反应速率较大幅度增大,每升高10°C反应速率增大为原来的2.25倍,第四组加入硫酸锰,反应速率最快,为第三组的13倍多,说明是起到催化作用;
故答案为:稀硫酸可以使上述反应速率加快,升温反应速率加快且温度升高10°C反应速率增大为原来的2.25倍,Mn2+做该反应的催化剂,可加快反应速率;
Ⅱ、(1)用托盘天平称取草酸晶体(H2C2O4?2H2O)Wg;配制成250mL溶液需要的仪器玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶;每次移取25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用0.10mol/L酸性高锰酸钾溶液滴定,需要锥形瓶,高锰酸钾溶液具有强氧化性,草酸具有酸性,选择酸式滴定管准确量取;
故答案为:酸式滴定管;
(2)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑++8H2O;
故答案为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑++8H2O;
(3)25ml溶液用高锰酸钾溶液滴定,若滴定过程中平均消耗酸性髙锰酸钾溶液VmL,依据离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑++8H2O,计算250ml溶液中草酸物质的量=
5×V×10-3L×0.10mol/L
2
×10=2.5V×10-5mol,则草酸晶体的纯度为=
2.5V×10-5mol×126g/mol
Wg
×100%=
31.5V
W
%;
故答案为:
31.5V
W
%;
点评:本题考查了物质含量的实验分析,实验判断计算,溶液配制和滴定实验的分析应用,实验设计和实验分析,掌握基础是关键,题目难度中等.
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