Question

我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08mg?m^-3．某研究性学习小组欲利用酸性KMnO₄溶液测定空气中甲醛（HCHO）的含量．
【查阅资料】KMnO₄（H⁺）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸．
4MnO₄^-+5HCHO+H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O；      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
【实验一】按如图所示装置进行采样

（1）由图可知甲醛的物理性质为

 

．
（2）空气中甲醛采样吸收装置中用到的玻璃仪器为：玻璃导管、

 

．
（3）为了使通过吸收装置的甲醛尽可能被吸收液吸收，可采取的措施是：

 

（只写出一种即可）
设置空气采集器为恒定流量0.5L/min，采集20min．
【实验二】
量取10.00mL的甲醛吸收液转移到锥形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于锥形瓶中，并滴入几滴稀H₂SO₄备用．
（4）用1.00×10^-3mol?L^-1标准草酸溶液进行滴定，当

 

时，达到滴定终点．
（5）记录滴定所消耗的草酸溶液的体积，重复实验2次，消耗草酸溶液体积分别为10.90mL、10.02mL、9.98mL．计算该居室内空气中甲醛的浓度为

 

 mg?m^-3．
（6）若滴定过程中，发现滴定管下端开始有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果将

 

（填“偏大”、“无影响”、“偏小”）．
【实验三】
环境监测站工作人员采样后，将5.00mL的甲醛吸收液注入比色瓶中，再向比色瓶中注入显色
试剂0.5mL，盖紧瓶塞，摇匀，静置显色．当室内环境温度不同时，记录显色时间见下表．

环境温度/°C	5	10	15	20	25	30	35
显色时间/min	45	30	15	13	10	7	5

（7）由该表可以得出的结论是

 

．
（8）请用化学反应原理解释

 

．

Answer 1

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：（1）装置图表示，甲醛为气体，易溶于水；
（2）空气中甲醛采样吸收装置中用到的玻璃仪器为广口瓶；
（3）为了使通过吸收装置的甲醛尽可能被吸收液吸收，可以增大吸收面积，减慢采集速率；
（4）量取10.00mL的甲醛吸收液转移到锥形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于锥形瓶中，并滴入几滴稀H₂SO₄，发生氧化还原反应，过量的高锰酸钾溶液用1.00×10^-3mol?L^-1标准草酸溶液进行滴定，滴入最后一滴溶液紫红色变化为无色且半分钟内不发生变化；
（5）依据反应的定量关系分析计算，测定过程中草酸体积10.90mL误差较大舍去，利用两次的平均值计算消耗的体积，计算得到消耗高锰酸钾物质的量，高锰酸钾总物质的量-草酸消耗物质的量=与甲醛反应的高锰酸钾物质的量，计算甲醛浓度；
（6）滴定管下端开始有气泡，滴定后气泡消失，读取草酸溶液体积增大，消耗高锰酸钾量增大，与甲醛反应的高锰酸钾减小；
（7）分析图表数据随温度升高，显色时间缩短，是因为升温反应速率增大；
（8）依据影响化学反应速率因素分析判断；

解答： 解：（1）装置图表示，常温下甲醛为气体，可以溶于水，故答案为：常温下是气体，可溶于水；
（2）空气中甲醛采样吸收装置中用到的玻璃仪器，应是气体通过能溶解甲醛属于洗气瓶装置，导气管长进短出，选择为广口瓶，需要玻璃仪器为玻璃导管、广口瓶；
故答案为：广口瓶；
（3）为了使通过吸收装置的甲醛尽可能被吸收液吸收，可以增大吸收面积，减慢采集速率，为了使通过吸收装置的甲醛尽可能被吸收液吸收，可采取的措施是，在洗气瓶长玻璃导管的下端接一个玻璃球泡；减慢空气采集器的流速；
故答案为：在洗气瓶长玻璃导管的下端接一个玻璃球泡；减慢空气采集器的流速；
（4）量取10.00mL的甲醛吸收液转移到锥形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于锥形瓶中，并滴入几滴稀H₂SO₄，发生氧化还原反应，过量的高锰酸钾溶液用1.00×10^-3mol?L^-1标准草酸溶液进行滴定，滴入最后一滴溶液紫红色变化为无色且半分钟内不发生变化，说明反应达到终点；
故答案为：滴加最后一滴草酸溶液时，溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不褪色；
（5）依据反应的定量关系分析计算，测定过程中草酸体积10.90mL误差较大舍去，利用两次的平均值计算消耗的体积=

10.02ml+9.98ml

2

=10ml，
 2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
2          5
n          0.010L×1.00×10^-3mol?L^-1
n=4×10^-6mol
与甲醛反应的高锰酸钾物质的量=0.012L×1.00×10^-3mol?L^-1-4×10^-6mol=8×10^-6mol
   4MnO₄^-+5HCHO+H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
     4       5
8×10^-6mol   n（HCHO）
n（HCHO）=1×10^-5mol，甲醛摩尔质量为30g/mol
计算得到甲醛浓度=300mg?m^-3；
故答案为：300；
（6）滴定管下端开始有气泡，滴定后气泡消失，读取草酸溶液体积增大，消耗高锰酸钾量增大，与甲醛反应的高锰酸钾减小，测定结果偏低；
故答案为：偏小；
（7）分析图表数据随温度升高，显色时间缩短，是因为升温反应速率增大；
故答案为：温度越高，显色时间越短，化学反应速率越快；
（8）依据影响化学法因数控的因素分析可知，升高温度，能提高化学反应速率；
故答案为：升高温度，能提高化学反应速率．

点评：本题考查了物质组成的实验探究方法和实验过程分析判断，主要是实验基本操作和定量关系的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．