Question

草酸三氫鉀是一種無(wú)色晶體或白色粉末，加熱至100℃失水成無(wú)水物，更高溫度時(shí)分解為碳酸鉀和一氧化碳等，溶于水，微溶于醇．實(shí)驗(yàn)室有一KH₃（C₂O₄）₂?2H₂O樣品（混有一定量的H₂C₂O₄和K₂SO₄）．現(xiàn)欲測(cè)定其純度，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）完成并配平離子反應(yīng)方程式：

5

C₂O₄^2-+

2

MnO₄^-+

6

H⁺=

10

CO₂↑

+

2

Mn²⁺+

8

H₂O
（2）請(qǐng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟1：稱取35.60g草酸三氫鉀試樣，加水溶解，配成250mL溶液．
步驟2：用移液管量取兩份此溶液各25.00mL，分別置于兩個(gè)錐形瓶中．
步驟3：第1份溶液加硫酸酸化后，用0.1000mol?L^-1的高錳酸鉀溶液滴定，至滴定終點(diǎn)消耗高錳酸鉀溶液12.00mL．
步驟4：在第2份溶液中

滴加酚酞試液

，用0.2500mol?L^-1NaOH溶液滴定，至滴定終點(diǎn)消耗NaOH溶液20mL．
（3）根據(jù)（2）中的實(shí)驗(yàn)步驟回答：
①步驟1用到的實(shí)驗(yàn)儀器有：電子天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、

250mL容量瓶

、

膠頭滴管

等．
②如何判斷步驟3中的滴定終點(diǎn)？

KMnO₄最后一滴滴入溶液，溶液恰好變紫紅色，且30s內(nèi)不退色，此時(shí)便是滴定終點(diǎn)

．
③3.560g試樣中含有還原劑（草酸根）的物質(zhì)的量共為

0.3mol

．樣品純度為

98.1%

．
（4）熱重分析法（TG）是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的關(guān)系的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)．熱重分析儀的基本構(gòu)造由精密天平、程序控溫加熱爐和記錄儀組成；記錄儀畫出剩余固體質(zhì)量（m）～爐溫（T）曲線，即熱重（TG）曲線圖．如圖為CaC₂O₄?H₂O在N₂和O₂氣氛中的熱重曲線．

①C點(diǎn)所得固體的化學(xué)式為

CaO

．
②CaC₂O₄?H₂O的分解分三個(gè)階段，由圖可看出，第二階段在O₂氣氛中的反應(yīng)速率要比在N₂氣氛中的快，原因是

氧氣存在時(shí)第2步反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳會(huì)抑制碳酸鈣分解反應(yīng)的進(jìn)行

（結(jié)合化學(xué)方程式回答）．

Answer 1

分析：（1）酸性條件下，草酸根離子能被高錳酸根離子氧化生成二氧化碳，同時(shí)高錳酸根離子被還原生成錳離子；
（2）用酚酞試液檢驗(yàn)測(cè)定終點(diǎn)；
（3）①根據(jù)各儀器的作用選取儀器；
②高錳酸鉀本身具有顏色，在滴定過(guò)程中可以擔(dān)當(dāng)指示劑的角色；
③根據(jù)草酸根離子和高錳酸鉀之間的關(guān)系式計(jì)算；
（4）第1步反應(yīng)為CaC₂O₄?xH₂O失去結(jié)晶水生成CaC₂O₄，第2步反應(yīng)為CaC₂O₄分解生成CaCO₃與碳的氧化物，第3步，繼續(xù)加熱固體，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳．

解答：解：（1）高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性，在酸性環(huán)境下，能將草酸氧化為二氧化碳，同時(shí)自身被還原為錳離子，
根據(jù)得失電子數(shù)相等配平方程式，即：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
，故答案為：5，2，6，10CO₂，2，8；
（2）堿滴定酸時(shí)用酚酞試液作指示劑，所以要在滴定液中滴加酚酞試液，故答案為：滴加酚酞試液；
（3）①用于配制溶液的250mL容量瓶、定容使用膠頭滴管，故答案為：250mL容量瓶、膠頭滴管；
②高錳酸鉀本身具有顏色，在滴定草酸的過(guò)程中可以擔(dān)當(dāng)指示劑的角色，當(dāng)最后一滴滴入溶液中，溶液恰好變紫紅色，且30s內(nèi)不退色，此時(shí)便是滴定終點(diǎn)，
故答案為：KMnO₄最后一滴滴入溶液，溶液恰好變紫紅色，且30s內(nèi)不退色，此時(shí)便是滴定終點(diǎn)；
③根據(jù)5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O知，草酸根離子的物質(zhì)的量=

0.1000mol/L×0.012L

2

×5×10=0.3mol，
根據(jù)氫氧化鈉的物質(zhì)的量計(jì)算草酸的物質(zhì)的量=

0.2500mol/L×0.02L

2

×10=0.025mol，
根據(jù)碳原子守恒得KH₃（C₂O₄）₂?2H₂O的物質(zhì)的量=

0.3-0.025

2

mol=0.1375mol，
純度=

0.1375mol×254g/mol

3.560g

×100%=98．%，
故答案為：0.3mol，98.1%；
（4）①加熱過(guò)程中，草酸鈣分解分三步，第1步反應(yīng)為CaC₂O₄?xH₂O失去結(jié)晶水生成CaC₂O₄，第2步反應(yīng)為CaC₂O₄分解生成CaCO₃與碳的氧化物，第3步，繼續(xù)加熱固體，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，
所以C的固體是CaO，故答案為：CaO；
②在氧氣氛圍內(nèi)，第2步產(chǎn)生的一氧化碳和氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳，第2步產(chǎn)生的二氧化碳抑制碳酸鈣分解，所以氧氣存在時(shí)不利于第3步反應(yīng)進(jìn)行，
故答案為：氧氣存在時(shí)第2步反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳會(huì)抑制碳酸鈣分解反應(yīng)的進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算及物質(zhì)的確定，明確圖象中曲線拐折的含義是解本題的關(guān)鍵，注意（3）中和高錳酸鉀反應(yīng)的草酸根離子包含草酸中的，為易錯(cuò)點(diǎn)，難度較大．