Question

12．某化学学习小组的研究课题是：探究测定草酸晶体（H₂C₂O₄•xH₂O）中x的值．该组同学通过查阅资料查寻得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液进行滴定：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值．
①称取1.260g纯草酸晶体，将其制成100.00mL水溶液为待测液．
②取25.00mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H₂SO₄
③用浓度为0.1000mol/L的酸性KMnO₄标准溶液进行滴定，达到终点时消耗了10.00mL．
请回答下列问题：
（1）配制100.00mL待测液时，使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒及胶头滴管外，还需要100mL容量瓶．
（2）滴定时，将酸性KMnO₄标准液装在如图中的甲（填“甲”或“乙”）滴定管中．本实验滴定达到终点的标志是当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色．
（3）通过上述数据，求得x=2．
（4）讨论：
①若滴定终点时俯视滴定管，则由此测得的x值会偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）．
②若滴定时所用的酸性KMnO₄溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会偏小．

Answer 1

分析 （1）配制100.00mL溶液时，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管；
（2）酸性溶液盛放在酸式滴定管中，碱性溶液盛放在碱性滴定管中；
酸性高锰酸钾溶液呈紫色，草酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色；
（3）由题给化学方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及数据可知，1.260g纯草酸晶体中含H₂C₂O₄的物质的量为：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，则1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物质的量为$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，根据草酸和水的物质的量之比确定x值；
（4）根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差，从而判断对测得的x值的影响．

解答 解：（1）配制100.00mL溶液时，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管，所以还需要的仪器是100mL容量瓶，故答案为：100mL容量瓶；
（2）酸性高锰酸钾溶液呈酸性，应该用酸式滴定管甲盛放；酸性高锰酸钾溶液呈紫色，草酸和酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色，则终点现象为当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，
故答案为：甲；当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色；
（3）由题给化学方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及数据可知，1.260g纯草酸晶体中含H₂C₂O₄的物质的量为：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，则1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物质的量为$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，草酸和水的物质的量之比等于其计量数之比=0.0100mol：0.0200mol=1：2，所以x=2，
故答案为：2；
（4）①若滴定终点时俯视滴定管刻度，造成V（标准）偏小，根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$知，c（待测）偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，则n（H₂O）偏大，x偏大，
故答案为：偏大；
②若滴定时所用的KMnO₄溶液因久置而导致浓度变小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）．V（标准）}{V（待测）}$知，c（待测）偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，则n（H₂O）偏小，x偏小，
故答案为：偏小．

点评 本题以滴定实验为载体考查物质组成，侧重考查学生实验操作、实验分析及判断能力，明确实验原理、实验操作规范性和方法是解本题关键，难点是误差分析，注意量筒和滴定管俯视时读数误差区别，为易错点，