问题 问答题

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
120.001.5023.70
220.001.0221.03
320.002.0021.99
(1)滴定时,KMnO4溶液应装在______滴定管中(选填:酸式、碱式).

(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/mLKMnO4溶液/mL溶液褪色时间/s
1255.02.040
2255.0(另外加少量MnSO4粉末)2.04
3605.02.025
(5)分析上述数据,对确定过程中反应速率由慢到快的合理解释是______.

答案

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

(21.03-1.02)mL+(21.99-2.00)mL
2
=20mL,令KMnO4溶液的浓度为cmol/L,由2KMnO4~5H2C2O4可知:20mL×cmol/L=
2
5
×20mL×0.250mol/L,解得c=0.100;

故答案为:0.100;

(4)由关系式2KMnO4~5H2C2O4可知V(KMnO4)•c(KMnO4)=

2
5
V(H2C2O4)•c(H2C2O4),即c(KMnO4)=
2
5
V(H2C2O4)•c(H2C2O4)
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;

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