Question

12．通過下列兩步實驗測定草酸晶體（H₂C₂O₄•xH₂O）中結晶水x的值：
（1）稱取mg草酸晶體，配制成100.0mL溶液．
（2）取25.0mL所配溶液置于錐形瓶中，加入適量稀硫酸后，用濃度為a mol•L^-1 KMnO₄溶液進行滴定．
其反應原理是：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O
請回答下列問題：
①實驗（2）中，KMnO₄應裝在酸式滴定管中（填“酸式”、“堿式”），滴定前是否需要在錐形瓶內加入指示劑否（填“是”、“否”），原因是紫紅色KMnO₄溶液被H₂C₂O₄還原為Mn²⁺時溶液褪色、當最后一滴KMnO₄滴入時，溶液中紫紅色不再褪去即為滴定終定；
②若滴定用的KMnO₄溶液因放置時間過長而部分變質，濃度偏低，則根據實驗求出的x值偏低（填“偏高”、“偏低”、“無影響”）；
③若滴定終點時，共用去KMnO₄溶液VmL，則草酸溶液濃度為$\frac{aV}{10}$mol•L^-1，x=$\frac{50m-45aV}{9aV}$（用含有m、V的代數式表示）

Answer 1

分析 ①KMnO₄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；
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；
②由題給化學方程式及數據可得出X，若滴定用的KMnO₄溶液因放置時間過長而部分變質，濃度偏低，則所得消耗酸性KMnO₄溶液的體積偏大，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏低；
③根據化學方程式及各物質之間的關系進行計算．

解答 解：①KMnO₄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；
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；否；紫紅色KMnO₄溶液被H₂C₂O₄還原為Mn²⁺時溶液褪色、當最后一滴KMnO₄滴入時，溶液中紫紅色不再褪去即為滴定終定；
②若滴定用的KMnO₄溶液因放置時間過長而部分變質，濃度偏低，由此所得n（H₂C₂O₄）偏大，則n（H₂O）偏小，x偏低，
故答案為：偏低；
③由2MnO₂^-+5H₂C₂O₄ +6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O  
    2mol             5mol
aV×10^-3mol       0.025×Cmol
$\frac{2mol}{aV×1{0}^{-3}mol}$=$\frac{5mol}{0.025L×cmol/L}$
解得：C=$\frac{aV}{10}$mol•L^-1
H₂C₂O₄•xH₂O～H₂C₂O₄ ～xH₂O
1mol                               18xg
0.1aV×0.1              w-0.1aV×0.1×90
$\frac{1mol}{0.1aV×0.1}$=$\frac{18xg}{w-0.1aV×0.1×90}$
解得x=$\frac{50m-45aV}{9aV}$．
故答案為：$\frac{aV}{10}$；$\frac{50m-45aV}{9aV}$．

點評 本題考查了滴定操作、滴定應用與計算、物質組成含量測定等，難度題目中等，注意滴定中經常根據關系式進行計算，掌握根據關系式計算方法．