题目内容

11.草酸(H2C2O4)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5,具有还原性,溶于水,溶液有酸性,为测定某H2C2O4溶液的浓度,取该溶液于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定.滴定原理为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
(1)滴定管在使用之前,必须进行的操作是检查是否漏水,滴定时,KMnO4溶液应装在酸式滴定管(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)中,达到滴定终点时的现象为滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟不褪色.
(2)如图表示50mL滴定管中液面的位置,若A与C刻度间相差1mL,C处的刻度为20,滴定管中液面读数应为19.40mL,此时滴定管中液体的体积大于30.60mL.(填大于、小于或等于)
(3)为了减小实验误差,该同学一共进行了三次实验,假设每次所取H2C2O4溶液体积均为VmL,三次实验结果记录如下:
实验次数第一次第二次第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL22.3224.3924.41
从上表可以看出,第一次实验中记录消耗KMnO4溶液的体积明显少于后两次,其原因可能是AE
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO4溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过后,未用标准液润洗.
D.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗,
E.滴加KMnO4溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
(4)根据所给数据,写出H2C2O4的物质的量浓度的表达式(必须化简):C=$\frac{61c}{V}$mol/L.
(5)请你一个设计简单实验证明草酸的酸性强于碳酸,实验操作及现象是取少量的NaHCO3于试管中,加入草酸溶液,有气泡产生.

分析 (1)实验前滴定管必须进行检漏;KMnO4溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管;KMnO4溶液呈紫色,草酸反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟不褪色为滴定到终点;
(2)若A与C刻度间相差1mL,说明每两个小格之间是0.1mL,C处的刻度为20,据此确定A的刻度,注意滴定管的上面数值小,下面数值大,距活塞有一段距离没有刻度;  
(3)根据所用过程判断不当操作对相关物理量的影响;
(4)根据化学方程式2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O计算草酸的浓度;
(5)根据强酸制弱酸的原理用强酸和弱酸的盐反应来解答;

解答 解:(1)滴定管在使用之前,必须进行的操作是检查是否漏水;KMnO4溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,故KMnO4溶液应装在酸式滴定管中;
KMnO4溶液呈紫色,草酸反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟不褪色为滴定到终点,
故答案为:酸;酸式滴定管;滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟不褪色;
(2)若A与C刻度间相差1mL,说明每两个小格之间是0.1mL,C处的刻度为20,A和B之间是四个小格,所以相差0.40mL,则B是19.40mL,由于滴定管50.00mL刻度下方还有液体,所以实际溶液的液体大于50mL-19.40mL=30.60mL;
故答案为:19.40;大于;
(3)A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时KMnO4溶液的体积,液面偏高,读数偏小,导致KMnO4体积偏小,故A正确;
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,导致KMnO4体积偏大,故B错误;
C.第一次滴定盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水清洗过后,未用标准液润洗,溶液被稀释,KMnO4浓度偏小,导致KMnO4体积偏大,故C错误;
D.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗,润洗锥形瓶导致草酸的物质的量偏大,导致KMnO4体积偏大,故D错误;
E、滴加KMnO4溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,导致KMnO4体积偏小,故E正确;
故选:AE.
(4)三次滴定消耗KMnO4溶液体积分别为:22.32mLmL、24.39mL、24.41mL,第一次误差较大,舍去,mLmLmL消耗KMnO4溶液平均体积为$\frac{24.39mL+24.41mL}{2}$=24.40mL,消耗KMnO4物质的量为n(KMnO4)=cmol/L×0.0244L,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知,n(H2C2O4)=$\frac{5}{2}$n(KMnO4)=$\frac{5}{2}$×cmol/L×0.0244L=0.061cmol,则草酸的浓度为$\frac{0.061cmol}{V×1{0}^{-3}L}$=$\frac{61c}{V}$mol/L;
故答案为:$\frac{61c}{V}$mol/L;
(5)取少量的NaHCO3于试管中,加入草酸溶液,有气泡产生可证明草酸的酸性强于碳酸;
故答案为:取少量的NaHCO3于试管中,加入草酸溶液,有气泡产生;

点评 本题以物质含量为背景考查氧化还原滴定与计算,难度中等,注意实验原理的掌握,滴定管上的刻度和量筒上刻度的区别,为易错点.

练习册系列答案
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16.滴定实验是化学学科中重要的定量实验. 请回答下列问题:
(1)酸碱中和滴定--用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列操作造成测定结果偏高的是CD (填选项字母)
A、滴定终点读数时,俯视滴定管刻度,其他操作正确.
B、盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗
C、酸式滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准盐酸润洗
D、滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
(2)氧化还原滴定--取草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用浓度为0.1mol•L-1的高锰酸钾溶液滴定,发生的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O.表格中记录了实验数据:
滴定次数待测液体积(mL)标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数滴定后读数
第一次25.000.5020.40
第二次25.003.0023.00
第三次25.004.0024.10
①滴定时,KMnO4溶液应装在酸 (填“酸”或“碱”)式滴定管中,滴定终点时滴定现象是锥形瓶中溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色.
②该草酸溶液的物质的量浓度为0.2 mol•L-1.
(3)沉淀滴定--滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶.
参考下表中的数据,若用AgNO3滴定NaSCN溶液,可选用的指示剂是D
(填选项字母).
难溶物AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN
颜色白浅黄白砖红白
Ksp1.77×10-105.35×10-131.21×10-161.12×10-121.0×10-12
A.NaCl    B.NaBr    C.NaCN   D.Na2CrO4.
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