Question

3．某课外活动小组的同学对“菠菜与豆腐同食会引起结石”的说法产生了兴趣．于是查阅了相关资料，并进行了实验操作欲检测菠菜中草酸盐的含量．查阅资料得知：
Ⅰ．菠菜中富含可溶性草酸盐，易与豆腐中的钙盐形成不溶于水能溶于稀硫酸的草酸钙（CaC₂O₄）
Ⅱ．有关专家建议食用高草酸蔬菜的同时，适当摄入高钙食物，使二者在肠道内结合成草酸钙沉淀，并随着大便排出体外．以免草酸进入血液中与人体内的血钙结合，形成血液中的草酸钙需经肝脏、肾脏、尿道，随着小便排出体外，大量草酸钙流经肾脏，提升了泌尿系统结石的风险．
Ⅲ．草酸（H₂C₂O₄）具有较强的还原性．回答下列问题：
（1）该活动小组的同学取m g菠菜样品在研钵中研磨成汁，用足量热的稀硫酸溶液浸泡，最后过滤（填操作名称）得到澄清溶液．
（2）将溶液转入容量瓶中并加水配制成250mL溶液A．
（3）用滴定法测定草酸盐的含量．
①量取待测溶液A 20.00mL于锥形瓶中，置于铁架台的白纸上．
②用酸式滴定管（填仪器名称）盛装0.1000mol/LKMnO₄标准溶液进行滴定时：眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化；当溶液由无色变红，且30s内不恢复原色时，停止滴定，并记录KMnO₄标准溶液的终读数．重复滴定3次．
（4）KMnO₄滴定待测溶液A时发生反应的离子方程式为5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，根据下表实验数据计算菠菜中草酸盐
   （以C₂O₄^2-计算）的质量分数为（可以只列式不化简）$\frac{5.5g}{mg}$×100%．

滴定次数	待测溶液A的体积（mL）	KMnO4标准溶液的体积
		滴定前的刻度（mL）	滴定后的刻度（mL）
第一次	20.00	0.10	20.12
第二次	20.00	2.20	24.20
第三次	20.00	4.30	24.28

（5）下列操作会使测定结果偏高的是CD．
A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒       B．锥形瓶未干燥就直接加入待测液
C．未用标准液润洗盛装标准液的仪器就加入标准液开始滴定
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失   E．滴定后俯视读数．

Answer 1

分析 （1）浸泡液中含有残渣，可通过过滤得到澄清溶液；
（3）②KMnO₄溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管氧化；根据滴定时，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化；根据KMnO₄溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时，最后一滴溶液滴入，溶液由无色变红；
（4）酸性条件下高锰酸钾将草酸氧化为二氧化碳，自身被还原为锰离子；先判断滴定数据的有效性，求出标准液的平均体积，根据关系式2MnO₄^-～5C₂O₄^2-计算出C₂O₄^2-的质量，最后求出质量百分数；
（5）根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$判断不当操作对相关物理量的影响；

解答 解：（1）该活动小组的同学取mg菠菜样品在研钵中研磨成汁，用足量热的稀硫酸溶液浸泡，由于浸泡液中含有残渣，可通过过滤得到澄清溶液；
故答案为：过滤；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管氧化，所以不能用碱式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取；
滴定时，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化，以判定滴定终点；
高锰酸钾溶液颜色为紫红色，滴定终点时，溶液由无色变为红色，所以当最后一滴溶液滴入，溶液由无色变红，且30s内不复现，可达到滴定终点；
故答案为：酸式滴定管；锥形瓶中溶液颜色变化；溶液由无色变红，且30s内不恢复原色；
（4）酸性条件下高锰酸钾将草酸氧化为二氧化碳，自身被还原为锰离子，反应离子方程式为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
三次滴定消耗标准液的体积分别为：20.02mL，22.00mL，19.98mL，第二次滴定数据误差过大，应该舍弃，其它两次消耗的标准液的平均体积为
20.00mL，
      2KMnO₄ ～5C₂O₄^2-
       2mol                  5mol
0.1000mol/L×0.02L            n
解得：n=0.005mol
所以250mL溶液A中含有C₂O₄^2-的物质的量为0.005mol×$\frac{250}{20}$=0.0625mol，质量为：0.0625mol×88g/mol=5.5g，草酸盐（以C₂O₄^2-计算）的质量分数为$\frac{5.5g}{mg}$×100%；
故答案为：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；$\frac{5.5g}{mg}$×100%；
（5）A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒，待测液的浓度偏小，待测液的物质的量偏小，造成V（标准）偏小，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结果偏低，故A错误；
B．锥形瓶未干燥就直接加入待测液，待测液的物质的量不变，对V（标准）无影响，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结果不变，故B错误；
C．未用标准液润洗盛装标准液的仪器就加入标准液开始滴定，标准液的浓度偏小，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结果偏高，故C正确；
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失，造成V（标准）偏大，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结果偏高，故D正确；
E．滴定后俯视读数，造成V（标准）偏大小，根据c（待测）=$\frac{c（标准）×V（标准）}{V（待测）}$分析，测定结果偏低，故E错误；
故选CD．

点评 本题主要考查了氧化还原滴定的操作步骤、滴定管的使用、误差分析，难度中等，掌握滴定的原理是解题的关键．