Question

12．某化學學習小組的研究課題是：探究測定草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）中x的值．該組同學通過查閱資料查尋得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液進行滴定：
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
學習小組的同學設計了滴定的方法測定x值．
①稱取1.260g純草酸晶體，將其制成100.00mL水溶液為待測液．
②取25.00mL待測液放入錐形瓶中，再加入適量的稀H₂SO₄
③用濃度為0.1000mol/L的酸性KMnO₄標準溶液進行滴定，達到終點時消耗了10.00mL．
請回答下列問題：
（1）配制100.00mL待測液時，使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒及膠頭滴管外，還需要100mL容量瓶．
（2）滴定時，將酸性KMnO₄標準液裝在如圖中的甲（填“甲”或“乙”）滴定管中．本實驗滴定達到終點的標志是當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色變為淺紫色，且半分鐘內不褪色．
（3）通過上述數據，求得x=2．
（4）討論：
①若滴定終點時俯視滴定管，則由此測得的x值會偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”，下同）．
②若滴定時所用的酸性KMnO₄溶液因久置而導致濃度變小，則由此測得的x值會偏小．

Answer 1

分析 （1）配制100.00mL溶液時，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管；
（2）酸性溶液盛放在酸式滴定管中，堿性溶液盛放在堿性滴定管中；
酸性高錳酸鉀溶液呈紫色，草酸和酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（3）由題給化學方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及數據可知，1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質的量為：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，則1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物質的量為$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，根據草酸和水的物質的量之比確定x值；
（4）根據c（待測）=$\frac{c（標準）．V（標準）}{V（待測）}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差，從而判斷對測得的x值的影響．

解答 解：（1）配制100.00mL溶液時，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、100mL容量瓶、膠頭滴管，所以還需要的儀器是100mL容量瓶，故答案為：100mL容量瓶；
（2）酸性高錳酸鉀溶液呈酸性，應該用酸式滴定管甲盛放；酸性高錳酸鉀溶液呈紫色，草酸和酸性高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則終點現象為當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色變為淺紫色，且半分鐘內不褪色，
故答案為：甲；當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色變為淺紫色，且半分鐘內不褪色；
（3）由題給化學方程式：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺?2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O及數據可知，1.260g純草酸晶體中含H₂C₂O₄的物質的量為：0.1000 mol/L×10.00 mL×10^-3 L/mL×$\frac{5}{2}$×$\frac{100mL}{25mL}$=0.0100 mol，則1.260gH₂C₂O₄•xH₂O中含H₂O的物質的量為$\frac{1.260g-0.0100mol×90g/mol}{18g/mol}$=0.020 0 mol，草酸和水的物質的量之比等于其計量數之比=0.0100mol：0.0200mol=1：2，所以x=2，
故答案為：2；
（4）①若滴定終點時俯視滴定管刻度，造成V（標準）偏小，根據c（待測）=$\frac{c（標準）．V（標準）}{V（待測）}$知，c（待測）偏小，由此所得n（H₂C₂O₄）偏小，則n（H₂O）偏大，x偏大，
故答案為：偏大；
②若滴定時所用的KMnO₄溶液因久置而導致濃度變小，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標準）．V（標準）}{V（待測）}$知，c（待測）偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏小，
故答案為：偏小．

點評 本題以滴定實驗為載體考查物質組成，側重考查學生實驗操作、實驗分析及判斷能力，明確實驗原理、實驗操作規范性和方法是解本題關鍵，難點是誤差分析，注意量筒和滴定管俯視時讀數誤差區別，為易錯點，