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

 

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