Question

为了测定含有H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄和K₂SO₄的试样中各物质的质量分数，进行如下实验：
①称取6.0 g试样，加水溶解，配成250 mL试样溶液。
②用酸式滴定管量取25.00 mL试样溶液放入锥形瓶中，并加入2～3滴酚酞试液，用0.2500 mol/L NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00 mL。
③再取25.00 mL试样溶液放入另一锥形瓶中，用0.1000 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液16.00 mL。
回答下列问题：
（1）已知：0.10 mol/L KHC₂O₄溶液pH约为3，其中含碳元素的粒子浓度由大到小的顺序为        。
（2）步骤①所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、                              。
（3）完成并配平下列离子方程式：   C₂O₄^2-+   MnO₄^-+   H⁺=   CO₂+   Mn²⁺+             
（4）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察                            。
（5）步骤②中量取试样溶液时，酸式滴定管用蒸馏水洗过后没有润洗，则测得的H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数       。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（6）步骤③中判断滴定终点的方法是                                 。
（7）试样中H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数为             。

Answer 1

(12分) （1） c(HC₂O₄^-)＞c(C₂O₄^2-)＞c(H₂C₂O₄) (2分)
（2）胶头滴管、250 mL容量瓶(2分)、（量筒）
（3） 5,2,16  10,2,8H₂O(2分)   （4） 锥形瓶中溶液颜色变化(1分)
（5） 偏小(1分)  (6) 溶液由无色变成浅紫红色，且半分钟内不褪色(1分)  (7) 21%(3分)

试题分析：（1）已知0.10 mol/L KHC₂O₄溶液pH约为3，溶液显酸性，这说明HC₂O₄^－的电离程度大于HC₂O₄^－的水解程度。由于不论是水解，还是电离，程度都是很小的，所以溶液中含碳元素的粒子浓度由大到小的顺序为c(HC₂O₄^-)＞c(C₂O₄^2-)＞c(H₂C₂O₄)。
（2）实验室配成250 mL试样溶液需要的仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250ml容量瓶。
（3）根据反应式可知，C₂O₄^2-中碳元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子。MnO₄^-中Mn元素的化合价从＋7价降低到＋2价，得到5个电子，所以根据电子得失守恒可知，还原剂C₂O₄^2-与氧化剂MnO₄^-的物质的量之比是5:2，然后根据原子守恒可知，反应中还有水生成，所以配平后的离子方程式为5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂+2Mn²⁺+8H₂O。
（4）滴定实验中准确判断终点是实验的关键，所以滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察锥形瓶中溶液颜色变化。
（5）步骤②中量取试样溶液时，酸式滴定管用蒸馏水洗过后没有润洗，则导致溶液额浓度被稀释，所以消耗氢氧化钠溶液的体积减少，所以测得的H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数偏小。
（6）由于酸性高锰酸钾溶液在溶液中显紫红色，所以步骤③中判断滴定终点的方法是溶液由无色变成浅紫红色，且半分钟内不褪色。
（7）设H₂C₂O₄·2H₂O、KHC₂O₄的物质的量分别是x 和y。25ml溶液消耗氢氧化钠的物质的量＝0.02000L×0.2500 mol/L＝0.005000mol，则250ml溶液消耗氢氧化钠的物质的量＝0.005000mol×10＝0.05000mol，则2x＋y＝0.05000mol。25ml溶液消耗高锰酸钾的物质的量＝0.1000 mol/L×0.01600L＝0.001600mol，所以250ml溶液消耗高锰酸钾的物质的量＝0.001600mol×10＝0.01600mol，则根据电子得失守恒可知，2x＋2y＝0.01600mol×5＝0.08000mol，解得x＝0.01000mol、y＝0.03000mol，所以试样中H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数为×100%＝21%。