Question

某化學(xué)興趣小組為了測(cè)定草酸濃度及硫酸酸化的高錳酸鉀溶液與草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率大小并驗(yàn)證離子反應(yīng)的本質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．化學(xué)反應(yīng)如下：KMnO₄+H₂C₂O₄+H₂SO₄-K₂SO₄+MnSO₄+CO₂↑+H₂O   實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：Ⅰ．用0.1000mol?L^-1酸性高錳酸鉀溶液滴定未知濃度的H₂C₂O₄溶液Ⅱ．測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率．Ⅲ．驗(yàn)證紫紅色是MnO₄^-離子．請(qǐng)回答：
（1）①完成酸性高錳酸鉀溶液和草酸（H₂C₂O₄）溶液反應(yīng)的離子方程式：

 

②高錳酸鉀溶液應(yīng)盛裝于

 

（如圖，填“甲”或“乙”）滴定管．
③滴定中使用的指示劑是

 

，到達(dá)終點(diǎn)的判斷標(biāo)志是：

 

④實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄如下：

滴定次數(shù)	H2C2O4體積	滴定前KMnO4體積	終點(diǎn)時(shí)KMnO4體積
1	25.00mL	0.00mL	21.40mL
2	25.00mL	0.02mL	21.44mL
3	25.00mL	0.04mL	22.46mL

⑤下列造成H₂C₂O₄溶液的濃度偏高的是

 

A、滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視  B、滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
C、潤(rùn)洗錐形瓶          D、滴定過(guò)程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁
（2）取3支大小規(guī)格相同的試管，向試管中分別加入2mL 0.1mol．L^-1酸性KMnO₄ 溶液，將其中一支試管放入冰水中，另一支試管放入80℃的熱水中，第3支試管置于室溫下（25℃）．再向試管中同時(shí)加入2mL 0.1mol．L^-1H₂C₂O₄．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
①第3支試管置于室溫下（25℃），有什么作用？

 

②為了測(cè)定該化學(xué)反應(yīng)速率，除已知試管、試管架、白紙外，本實(shí)驗(yàn)還缺少的儀器是：

 

．
③放在冰水中的試管在10秒時(shí)剛好反應(yīng)完全，則用KMnO₄表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v（KMnO₄）=

 

．
（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)了用惰性電極通電電解驗(yàn)證紫紅色是MnO₄^-離子的方案，你認(rèn)為可行嗎？

 

（填寫(xiě)“可行”、“不可行”）．在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作中可觀察到

 

現(xiàn)象，可證明結(jié)論正確．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平反應(yīng)方程式；
②KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝在酸式滴定管中；
③草酸反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)；
⑤由關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

V(KMnO4)?c(KMnO4)

V(H2C2O4)

，據(jù)此分析判斷；
（2）①改變條件后與原條件進(jìn)行對(duì)比；
②本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量熱水的溫度和褪色的快慢；
③根據(jù)V=

△c

△t

計(jì)算；
（3）高錳酸根離子顯紫色，在電流作用下向陽(yáng)極移動(dòng)．

解答： 解：I、（1）①酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化草酸根離子生成二氧化碳，同時(shí)自身被還原生成二價(jià)錳離子，離子反應(yīng)方程式為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=1OCO₂+2Mn²⁺+8H₂O；
②KMnO₄溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，應(yīng)裝在酸式滴定管中，甲為酸式滴定管，故答案為：甲；
③高錳酸鉀本身有顏色，故不需要另加指示劑，草酸反應(yīng)完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，紅色30s內(nèi)不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)，
故答案為：高錳酸鉀溶液；加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變?yōu)榧t色，且30s內(nèi)紅色不褪去；
⑤由關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知V（KMnO₄）?c（KMnO₄）=

2

5

V（H₂C₂O₄）?c（H₂C₂O₄），即c（H₂C₂O₄）=

5

2

V(KMnO4)?c(KMnO4)

V(H2C2O4)

，
A．讀取KMnO₄溶液體積時(shí)，滴定前平視，滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)，導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏小，測(cè)定的測(cè)定草酸的濃度偏低，故A不符合；
B．滴定管內(nèi)在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導(dǎo)致酸性高錳酸鉀溶液的體積讀數(shù)偏大，測(cè)定的草酸濃度偏高，故B符合；
滴定管用水洗凈后直接注入KMnO₄溶液，高錳酸鉀溶液被稀釋?zhuān)�使用的高錳酸鉀溶液的體積偏大，測(cè)定的高錳酸鉀的濃度偏低，故A符合；
C．錐形瓶用蒸餾水洗凈后潤(rùn)洗，導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量增加，所用高錳酸鉀的體積增大，測(cè)定的草酸濃度偏高，故C符合；
D．滴定過(guò)程中加入少量蒸餾水沖洗瓶壁，對(duì)草酸的物質(zhì)的量無(wú)影響，所用高錳酸鉀體積不變，對(duì)測(cè)定草酸濃度無(wú)影響，故D不符合；
故選BC；
（2）①實(shí)驗(yàn)的目的是看溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，故需與常溫進(jìn)行對(duì)照，故答案為：對(duì)照或?qū)Ρ龋?br />②本實(shí)驗(yàn)需要控制溫度，需要溫度計(jì)，需要比較快慢，故需要秒表，故答案為：溫度計(jì)、秒表；
③混合后c（（KMnO₄）=

0.1mol/L×2mL

2mL+2mL

=0.05mol/L，v（（KMnO₄）=

0.05mol/L

10s

=0.005mol/（L?s），故答案為：0.005mol/（L?s）；
（3）高錳酸離子帶負(fù)電荷，在場(chǎng)作用下，向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)極附近紫紅色加深，陰極附近紫紅色變淺，氫離子在陰極得電子生成氫氣，
故答案為：可以；陽(yáng)極紫紅色加深，陰極紫紅色變淺且有無(wú)色氣泡生成．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原滴定原理與應(yīng)用、探究影響速率的因素，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．