Question

草酸晶體的組成可用H₂C₂O₄?xH₂O表示，為了測定x值，進行如下實驗：
稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL無色水溶液．量取25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為amol?L^-1的KMnO₄溶液滴定．試回答：

（1）滴定時所發生反應的化學方程式為

 

（2）草酸是二元弱酸，則草酸的電離方程式為

 

請從“電離平衡”的角度解釋：為什么草酸的第二步電離比第一步難

 

圖I表示100mL量筒中液面的位置，A與B，B與C刻度間相差10mL，如果刻度A為30，量筒中液體的體積是

 

mL．圖II表示25mL滴定管中液面的位置，如果液面處的讀數是a，則滴定管中液體的體積（填代號）

 

．
A．是amL            B．是（25-a）mL
C．一定大于amL      D．一定大于（25-a）mL
（3）實驗中，標準液KMnO₄溶液應裝在

 

式滴定管中．若在接近滴定終點時，用少量蒸餾水將錐形瓶內壁沖洗一下，再繼續滴定至終點，則所測得的x值會

 

（偏大、偏小、無影響）達到滴定終點，溶液由

 

色變為

 

色；
（4）在滴定過程中若用amol?L^-1的KMnO₄溶液VmL，則所配制的草酸溶液的物質的量濃度為

 

mol?L^-1；
（5）若測得x=2，稱取某二水合草酸晶體0.1200g，加適量水完全溶解，然后用0.02000mol?L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定至終點（雜質不參與反應），滴定前后滴定管中的液面讀數如圖Ⅲ所示，則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質量分數為

 

．

Answer 1

考點：硫酸銅晶體中結晶水含量的測定,探究物質的組成或測量物質的含量

專題：實驗設計題

分析：（1）根據題目中給出的條件，可以判斷硫酸是反應物，KMnO₄溶液具有氧化性，能將草酸氧化生成二氧化碳，本身鋇還原成硫酸錳，再根據化合價升降總數相等以及質量守恒來配平；
（2）根據多元弱酸分步電離；第一步電離產生的氫離子對第二步電離產生了抑制作用；
根據量筒的結構和精確度來解答；根據滴定管的結構來解答；
（3）KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管；根據c（待測）═

c(標準)×V(標準)

V(待測0

分析誤差；根據KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點，不需要外加指示劑；
（4）根據2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計算出H₂C₂O₄的物質的量濃度；
（5）先根據2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計算出H₂C₂O₄的物質的量，然后求出質量并算出樣品中草酸晶體的純度．

解答： 解：（1）硫酸是反應物，KMnO₄溶液具有氧化性，能將草酸氧化生成二氧化碳，本身鋇還原成硫酸錳，再根據化合價升降總數相等以及質量守恒來配平得：2KMnO₄ +5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄ +10CO₂↑+2MnSO₄ +8H₂O，
故答案為：2KMnO₄ +5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄ +10CO₂↑+2MnSO₄ +8H₂O；
（2）草酸是二元弱酸，則草酸的電離方程式為H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；由于第一步電離產生的氫離子對第二步電離產生了抑制作用，所以草酸的第二步電離比第一步難；
量筒中液體的體積是22.0mL，由于滴定管下端有一段沒有刻度，滴定管中液體的體積一定大于（25-a）mL；
故答案為：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂O₄^-，HC₂O₄^-?C₂O₄^2-+H⁺；第一步電離產生的氫離子對第二步電離產生抑制作用；22.0；D；
（3）KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，故KMnO₄溶液應裝在酸式滴定管中；
在接近滴定終點時，用少量蒸餾水將錐形瓶內壁沖洗一下，再繼續滴定至終點，蒸餾水不影待測液的量，對V（標準）無影響，根據c（待測）═

c(標準)×V(標準)

V(待測0

分析，c（待測）不變，所測得的x值無影響，
KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點，不需要外加指示劑；
故答案為：酸；無影響；無色；紫紅色；
（4）2KMnO₄ +5H₂C₂O₄ +3H₂SO₄ =K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
      2        5
amol?L^-1×VmL C（H₂C₂O₄）×25.00mL
C（H₂C₂O₄）=

V

10

amol?L^-1，
故答案為：

aV

10

；
（5）消耗的高錳酸鉀n（KMnO₄）=0.016L×0.0200mol?L^-1=3.2×10^-3mol，
2KMnO₄ +3H₂SO₄ +5H₂C₂O₄ =K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
2               5
3.2×10^-3mol    8×10^-3mol
樣品中二水合草酸的質量為m=8×10^-3mol×126g/mol=8×126×10^-3g=1.008g，
則該草酸晶體樣品中二水合草酸的質量分數為

1.008g

1.2g

×100%=84.00%，
故答案為：84.00%．

點評：解答本題要從實驗的目的出發，抓住定量關系，問題都會迎刃而解．只要學生學習過程中牢記并理解這些基本定義，便不難解答此題．