Question

15．實驗室有瓶混有泥沙的乙二酸樣品，小明利用這個反應的原理來測定其含量，操作為：
①配制250mL溶液：準確稱量5.0g乙二酸樣品，配成250mL溶液．
②滴定：準確量取25.00mL所配溶液于錐形瓶中，加少量酸酸化，將0.1000mol•L^-1KMnO₄溶液裝入酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管，進行滴定操作．在實驗中發現，剛滴下少量KMnO₄溶液時，溶液迅速變成紫紅色．將錐形瓶搖動一時間后，紫紅色慢慢消失；再繼續滴加時，紫紅色就很快褪色了．請解釋原因：反應中生成的錳離子具有催化作用，所以隨后褪色會加快．當滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內的顏色由無色變成紫紅色，且半分鐘不變化，證明達到滴定終點．
③計算：再重復上述操作2次，記錄實驗數據如下．

序號	滴定前讀數（mL）	滴定后讀數（mL）
1	0.00	20.10
2	1.00	20.90
3	0.00	22.10

則消耗KMnO₄溶液的平均體積為20.00mL，已知H₂C₂O₄的相對分子質量為90，則此樣品的純度為90.00%．
④誤差分析：下列操作會導致測定結果偏高的是ACD．
A．未用標準濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管
B．滴定前錐形瓶有少量水
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失
D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外
E．觀察讀數時，滴定前仰視，滴定后俯視．

Answer 1

分析 ②KMnO₄溶液具有強氧化性，應用酸式滴定管盛裝；高錳離子有催化作用而導致反應速率加快；乙二酸與KMnO₄發生氧化還原反應，滴定終點時，溶液由無色變成紫紅色，且半分鐘內不褪色；
③第3組KMnO₄溶液的體積與第1、2組相差比較大，舍去第3組，應按第1、2組的平均值為消耗KMnO₄溶液的體積，根據關系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄計算；
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．

解答 解：②KMnO₄溶液具有強氧化性，應用酸式滴定管盛裝；高錳酸根離子被還原生成的錳離子有催化作用而導致反應速率加快，所以剛滴下少量KMnO₄溶液時，溶液迅速變成紫紅色；滴定終點時，當滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內的顏色由無色變成紫紅色，且半分鐘不變化，證明達到終點；
故答案為：酸式；反應中生成的錳離子具有催化作用，所以隨后褪色會加快；滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，錐形瓶內的顏色由無色變成紫紅色，且半分鐘不變化；
③第3組KMnO₄溶液的體積與第1、2組相差比較大，舍去第3組，應按第1、2組的平均值為消耗KMnO₄溶液的體積，故消耗KMnO₄溶液的體積為$\frac{20.10+19.90}{2}$mL=20mL
設樣品的純度為x，
  5H₂C₂O₄ +2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
   450g           2mol
5.0g×x×$\frac{1}{10}$g   （0.1000×0.020）mol
解得：x=$\frac{0.1×0.020×450}{2×5.0×0.1}$=90.00%，
故答案為：20.00；90.00%；
④A．未用標準濃度的酸性KMnO₄溶液潤洗滴定管，標準液的濃度偏小，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（標準）偏大，故A正確；
B．滴定前錐形瓶有少量水，待測液的物質的量不變，對V（標準）無影響，根據c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（標準）不變，故B錯誤；
C．滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（標準）偏大，故C正確；
D．不小心將少量酸性KMnO₄溶液滴在錐形瓶外，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（標準）偏大，故D正確；
E．觀察讀數時，滴定前仰視，滴定后俯視，造成V（標準）偏小，根據c（待測）=$\frac{c（標準）×V（標準）}{V（待測）}$分析，c（標準）偏小，故E錯誤；
故選ACD．

點評 本題主要考查了中和滴定操作、誤差分析以及計算，難度不大，根據課本知識即可完成．