化学探究小组用H2C2O4(草酸)溶液测定KMnO4溶液的浓度.请回答下列问题:
I、取20.00mL0.250mol/L H2C2O4标准溶液置于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,用KMnO4溶液进行滴定.滴定反应方程式为(未配平):
KMnO4+H2C2O4+H2SO4→K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O
记录数据如下:
滴定次数 | 标准溶液体积/mL | 待测溶液体积/mL | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 20.00 | 1.50 | 23.70 |
2 | 20.00 | 1.02 | 21.03 |
3 | 20.00 | 2.00 | 21.99 |
(2)滴定终点的判断方法是:______.
(3)根据上述数据计算,该KMnO4溶液的浓度为______mol/L.
(4)下列操作中使得KMnO4溶液浓度偏低的是______.
A.滴定管用水洗净后直接注入KMnO4溶液
B.滴定前盛放标准H2C2O4溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.滴定管内在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取KMnO4溶液体积时,滴定前平视,滴定结束后俯视读数
II、滴定中发现,KMnO4紫红色褪去的速度开始时很慢、后来变快、最后又变慢.为研究由慢到快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4溶液/mL | KMnO4溶液/mL | 溶液褪色时间/s |
1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
2 | 25 | 5.0(另外加少量MnSO4粉末) | 2.0 | 4 |
3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
I、(1)KMnO4溶液具有强氧化性,可以腐蚀橡皮管,应装在酸式滴定管中;
故答案为:酸式;
(2)草酸反应完毕,加入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为红色,红色30s内不褪去,说明滴定到终点;
故答案为:加入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为红色,且30s内红色不褪去;
(3)第1组KMnO4溶液的体积与第2、3组相差比较大,应舍掉,应按第2、3组计算消耗KMnO4溶液的体积,故消耗KMnO4溶液的体积为
=20mL,令KMnO4溶液的浓度为cmol/L,由2KMnO4~5H2C2O4可知:20mL×cmol/L=(21.03-1.02)mL+(21.99-2.00)mL 2
×20mL×0.250mol/L,解得c=0.100;2 5
故答案为:0.100;
(4)由关系式2KMnO4~5H2C2O4可知V(KMnO4)•c(KMnO4)=
V(H2C2O4)•c(H2C2O4),即c(KMnO4)=2 5
V(H2C2O4)•c(H2C2O4)2 5 V(KMnO4)
A.滴定管用水洗净后直接注入KMnO4溶液,高锰酸钾溶液被稀释,使用的高锰酸钾溶液的体积偏大,测定的高锰酸钾的浓度偏低,故A符合;
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,对草酸的物质的量没有影响,故对测定的高锰酸钾的浓度无影响,故B不符合;
C.滴定管内在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致酸性高锰酸钾溶液的体积读数偏大,测定的高锰酸钾的浓度偏低,故C符合;
D.读取KMnO4溶液体积时,滴定前平视,滴定结束后俯视读数,导致酸性高锰酸钾溶液的体积读数偏小,测定的高锰酸钾的浓度偏高,故D不符合;
故选AC;
Ⅱ、(5)对比第1、2组实验,第2组实验加入MnSO4,褪色时间短,反应速率快,说明Mn2+对反应具有催化作用,对比第1、3组实验,第3组实验温度升高,褪色时间短,反应速率快,说明温度升高,反应速率加快,由此可知由慢到快的原因是:反应生成的Mn2+对反应起催化剂作用,反应放热使温度升高,加快反应速率快;
故答案为:反应生成的Mn2+对反应起催化剂作用,反应放热使温度升高,加快反应速率快;