Question

2．已知H₂C₂O₄為二元中強酸．某化學興趣小組為測定含Na₂SO₄、NaHC₂O₄和H₂C₂O₄•2H₂O的試樣中各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，進行了如下實驗：
①稱取10.0g試樣，加水溶解，配成250mL試樣溶液
②用酸式滴定管分別量取25.00mL試樣溶液兩份于錐形瓶中
③第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L-1NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL
④第二份溶液用0.1000mol•L-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL
回答下列問題：
（1）寫出NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應的離子方程式HC₂O₄^-+OH^-=H₂O+C₂O₄^2-．
（2）步驟①配制試樣溶液時所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶．
（3）步驟③若滴定終點時溶液的pH=8.3，則選擇的指示劑為酚酞．若用某部分刻度模糊不清的50mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嫣幱谌鐖D所示的刻度處，則管內(nèi)液體的體積D （填代號）．
a．等于23.60mL  b．等于27.60mL  c．小于23.60mL  d．大于27.60mL
（4）滴定時邊滴邊搖動錐形瓶，眼睛應觀察錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化．
（5）完成并配平下列離子方程式：
5C₂O${\;}_{4}^{2-}$+2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O．
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液應裝在酸式 滴定管里；該步判斷滴定終點的方法是溶液由無色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色．
（7）試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為53.8%（保留3位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應生成Na₂C₂O₄和水；
（2）配制試樣溶液時所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶；
（3）步驟③若滴定終點時溶液的pH=8.3，則應選擇堿性指示劑，滴定管0刻度在上面，每一個小刻度為0.1mL，據(jù)此答題；
（4）根據(jù)滴定操作要求，眼睛應觀察錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化；
（5）反應中碳從+3價升為+4價，錳從+7價降為+2價，根據(jù)化合升降法及元素守恒和電荷守恒配平離子方程式；
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液有強氧化性，能氧化乳膠管，滴定終點時溶液由無色變成淺紅色；
（7）設(shè)樣品中NaHC₂O₄為xmol，H₂C₂O₄•2H₂O為ymol，根據(jù)第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L-1 NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL可得x+2y=0.2500×0.02mol=0.005mol，根據(jù)第二份溶液用0.1000mol•L-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL，結(jié)合電子得失守恒，可得x+y=$\frac{5}{2}$×0.1000×0.016mol=0.004mol，據(jù)此計算出NaHC₂O₄和H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量，再確定試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)；

解答 解：（1）NaHC₂O₄溶液與NaOH溶液反應生成Na₂C₂O₄和水，反應的離子方程式為HC₂O₄^-+OH^-=H₂O+C₂O₄^2-，
故答案為：HC₂O₄^-+OH^-=H₂O+C₂O₄^2-；
（2）配制試樣溶液時所需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管、250mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管、250mL容量瓶；
（3）步驟③若滴定終點時溶液的pH=8.3，則應選擇堿性指示劑為酚酞，滴定管0刻度在上面，每一個小刻度為0.1mL，所以根據(jù)圖上的刻度管內(nèi)液體的體積應為大于27.60mL，故選D，
故答案為：酚酞；D；
（4）根據(jù)滴定操作要求，眼睛應觀察錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化，
故答案為：錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化；
（5）反應中碳從+3價升為+4價，錳從+7價降為+2價，根據(jù)化合升降法及元素守恒和電荷守恒可知離子方程式為5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O，
故答案為：5、2、6、10、2、8H₂O；
（6）步驟③中，高錳酸鉀溶液有強氧化性，能氧化乳膠管，所以高錳酸鉀溶液應裝在酸式滴定管里，判斷滴定終點的方法是溶液由無色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色，
故答案為：酸式；溶液由無色變?yōu)闇\紅色且在半分鐘內(nèi)不褪色；
（7）設(shè)樣品中NaHC₂O₄為xmol，H₂C₂O₄•2H₂O為ymol，根據(jù)第一份溶液中加2～3滴指示劑，用0.2500mol•L-1 NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00mL可得x+2y=0.2500×0.02mol=0.005mol，根據(jù)第二份溶液用0.1000mol•L-1的酸性高錳酸鉀溶液滴定，消耗高錳酸鉀溶液16.00mL，結(jié)合電子得失守恒，可得x+y=$\frac{5}{2}$×0.1000×0.016mol=0.004mol，所以$\left\{\begin{array}{l}{x+2y=0.005}\\{x+y=0.004}\end{array}\right.$，解得x=0.003，y=0.001，所以10.0g試樣中含有NaHC₂O₄的質(zhì)量為$\frac{250}{25}$×112×0.003g=3.36g，H₂C₂O₄•2H₂O的質(zhì)量為$\frac{250}{25}$×126×0.001g=1.26g，則試樣中Na₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{10-1.26-3.36}{10}$×100%=53.8%，
故答案為：53.8%．

點評 本題考查氧化還原滴定原理與應用、探究影響速率的因素，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．