Question

16．在化學分析中，常需用KMnO₄標準溶液，由于KMnO₄晶體在室溫下不太穩定，因而很難直接配制準確物質的量濃度的KMnO₄溶液．實驗室一般先稱取一定質量的KMnO₄晶體，配成大致濃度的KMnO₄溶液，再用性質穩定、相對分子質量較大的基準物質草酸鈉[M_r（Na₂C₂O₄）=134.0]對配制的KMnO₄溶液進行標定，測出所配制的KMnO₄溶液的準確濃度，反應原理為：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺═10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
以下是標定KMnO₄溶液的實驗步驟：
步驟一：先配制濃度約為0.10mol•L^-1的高錳酸鉀溶液500mL．
步驟二：取0.02mol•L^-1 的Na₂C₂O₄20.00mL放入錐形瓶中，并加稀硫酸酸化，用步驟一所配高錳酸鉀溶液進行滴定．三次平行實驗的數據記錄在表中：

平行實驗編號	Na2C2O4溶液 （mL）	滴定管起始讀數（mL）	滴定管滴定終點讀數（mL）
1	20.00	0.00	21.18
2	20.00	1.02	21.00
3	20.00	1.18	21.20

試回答下列問題：
（1）步驟一中要用到的主要玻璃儀器是除燒杯、玻璃棒外還需．
（2）步驟二中滴定操作選用滴定管（填“酸式”或“堿式”）滴定終點的判斷方法：
（3）下來滴定操作會導致測量結果偏高的是
A、滴定管滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失          B、錐形瓶洗滌后沒有干燥
C、滴定終點時，讀數時俯視                      D、滴定時錐形瓶中有液體濺出
E、一滴高錳酸鉀溶液附在錐形瓶壁上未沖下
（4）從實驗所得數據計算，KMnO₄溶液的濃度為mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）依據配制溶液的步驟和使用儀器分析；
（2）KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管；高錳酸鉀溶液顏色為紫紅色，滴定終點時，溶液由無色變為紫紅色；
（3）根據c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差．
（4）先根據數據的有效性求出消耗的高錳酸鉀溶液的體積，再根據反應關系式：5C₂O₄^2-～2MnO₄^-，計算KMnO₄溶液的濃度．

解答 解：（1）粗略配制高錳酸鉀溶液，先計算所需高錳酸鉀質量，在燒杯中溶解，用玻璃棒攪拌溶解得到溶液，然后在500mL容量瓶中配制，所以需要的玻璃儀器為除燒杯、玻璃棒之外還需要膠頭滴管、500mL容量瓶，
故答案為：膠頭滴管、500mL容量瓶；
（2）KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，不能裝在堿式滴定管中，應裝在酸式滴定管中；高錳酸鉀本身有顏色，故不需要另加指示劑，草酸反應完畢，加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變為紫紅色，紅色30s內不褪去，說明滴定到終點，
故答案為：酸式；加入最后一滴KMnO₄溶液，溶液變為紫紅色，且30s內紅色不褪去；
（3）A、滴定管滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，可知c（待測）偏大，故A正確；
B、錐形瓶洗滌后沒有干燥，待測液的物質的量不變，標準液的體積不變，結果不變，故B錯誤；
C、滴定終點時，讀數時俯視，造成V（標準）偏小，根據c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，可知c（待測）偏小，故C錯誤；
D、滴定時錐形瓶中有液體濺出，待測液的物質的量偏小，造成V（標準）偏小，根據c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，可知c（待測）偏小，故D錯誤；
E、一滴高錳酸鉀溶液附在錐形瓶壁上未沖下，造成V（標準）偏大，根據c（待測）=$\frac{c（標注）×V（標準）}{V（待測）}$分析，可知c（待測）偏大，故E正確；
故答案為：AE．
（4）三次消耗高錳酸鉀溶液的體積分別為：21.18mL、19.98mL、20.02mL，第一組誤差較大，舍去，兩次溶液的平均體積為20.00mL，
            5C₂O₄^2-～2MnO₄^-
             5                2
   0.02mol•L^-1×20.00mL    C（KMnO₄）×20.00mL
解得：C（KMnO₄）=0.08mol•L^-1
故答案為：0.08．

點評 本題考查物質含量的測定，為高頻考點，涉及氧化還原滴定與計算，難度中等，注意滴定中經常根據關系式進行計算，側重于考查學生的分析能力和計算能力．