题目内容
某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数,查阅资料获得如下信息:KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化,反应过程表示为:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,MnO2+C2O42-+4H+=Mn2++2CO2↑+2H2O
小组成员采用滴定的方法测定软锰矿中MnO2的质量分数,设计实验如下:准确称取2.20g软锰矿样品,加入2.68g草酸钠固体,再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应之后冷却、滤去杂质,将所得溶液转移到100mL容量瓶中并定容;从中分别取出20.00mL待测液置于锥形瓶中,再用0.0200mol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定,记录最终读数。数据如下:
测定次序 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
初始读数(mL) | 0.40 | 0.10 | 0.90 | 0.00 |
最终读数(mL) | 25.05 | 20.10 | 21.00 | 19.90 |
试回答下列问题:
(1)0.0200mol·L-1KMnO4标准溶液应置于 (选填“酸式”或“碱式”)滴定管中;滴定终点如何判断 。
(2)你能否帮助该研究小组求得软锰矿中MnO2的质量分数 (选填“能”或“否”)。若回答“能”,请给出计算结果 (保留小数点后两位);若回答“否”,试说明原因 。
(3)若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是 。
A.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻棒洗涤
B.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失
C.定容时,俯视刻度线
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
E.锥形瓶水洗之后未用待测液润洗
1)酸式 当看到加入1滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液立即变成紫红色,且半分钟内不褪色,即达到滴定终点 (2)能 59.32% (3)BC
【解析】
试题解析:(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性,应装在酸式滴定管中;草酸与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,当滴定到终点时,二者恰好完全反应,再滴入一滴KMnO4溶液变成紫色(或红色)且半分钟不褪色,可说明达到滴定终点,故答案为:当看到滴入一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液立即变成紫色,且半分钟不褪色,即达到滴定终点;(2)四次滴定所消耗溶液的体积分别为24.65ml、20.00ml、20.10ml、19.90ml,第一个数据不合理,舍去,后三次所消耗溶液的平均体积=20.00ml;根据已知方程式可得高锰酸根和草酸根的关系式为:2MnO4-—5C2O42-,滴定过程中消耗草酸根的物质的量=
=0.001mol,则原100ml溶液中含草酸根的物质的量=0.001mol×5=0.005mol,与二氧化锰反应的草酸根的物质的量=
-0.001×5mol=0.015mol,则二氧化锰的物质的量为0.015mol,质量=87g/mol×0.015mol=0.1.305g,质量分数=
=59.32%;(3)根据反应原理,消耗的高锰酸钾标准液体积偏大,高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大,二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小,测定的二氧化锰的含量偏小。溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻棒洗涤,没有洗涤烧杯、玻璃棒,会导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小,滴定是消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰的含量结果偏高,故A错误;滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失,滴定前有气泡,滴定时消耗的高锰酸钾标准液体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故B正确;定容时,俯视刻度线,会导致配制的样品溶液的体积偏小,溶液的浓度偏大,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大,测定的二氧化锰含量偏低,故C正确;滴定前仰视读数,滴定后俯视读数:滴定前仰视读数,读数会偏大,滴定后俯视读数,读数会偏小,最终计算结果偏小,消耗的高锰酸钾溶液偏小,测定的二氧化锰含量偏高,故D错误;锥形瓶水洗之后未用待测液润洗,锥形瓶不需要润洗,此操作正确,对滴定结果没有影响,故E错误。
考点:化学实验基本操作
下述实验不能达到预期实验目的的是
选项 | 实验内容 | 实验目的 |
A | 将2.5 g CuSO4·5H2O溶解在97.5 g 水中 | 配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液 |
B | 向盛有1 mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液 | 说明一种沉淀能转化为另一种溶解度更小的沉淀 |
C | 取少量待检固体溶于水中,滴加少量Ba(OH)2溶液,观察是否有白色沉淀生成 | 检验NaHCO3固体中是否含Na2CO3 |
D | 取出分液漏斗中所需的上层液体 | 下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,上层液体从分液漏斗上口倒出 |