Question

（1）小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时，他取了两只试管，均加入4mL 0.01mol／L的KMnO₄酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H₂C₂O₄（乙二酸）溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于凉水中，记录溶液褪色所需的时间。
①需要用      来酸化KMnO₄溶液，褪色所需时间t_A   t_B（填“>”、“=”或“<”）。
②写出该反应的离子方程式                                 。
（2）实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品，小明利用这个反应的原理来测定其含量，具体操作为：
①配制250 mL溶液：准确称量5.0g乙二酸样品，配成250mL溶液。
②滴定：准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液装入     （填“酸式”或“碱式”）滴定管，进行滴定操作。
在实验中发现，刚滴下少量KMnO₄溶液时，溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪色了。请解释原因：        
                                                  。当____                   
                                                    ，证明达到滴定终点。
③计算：再重复上述操作2次，记录实验数据如下。

序号	滴定前读数（mL）	滴定后读数（mL）
1	0.00	20.10
2	1.00	20.90
3	1.10	21.10

 
则消耗KMnO₄溶液的平均体积为      mL，已知H₂C₂O₄的相对分子质量为90，则此样品的纯度为                   。
④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是           。
A．未用标准浓度的酸性KMnO₄溶液润洗滴定管
B．滴定前锥形瓶有少量水
C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D．不小心将少量酸性KMnO₄溶液滴在锥形瓶外
E．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视

Answer 1

（16分）（1）① 硫酸（1分）    <  （1分）
② 5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺="10" CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O     （2分）
（2）② 酸式 （2分）   
反应中生成的Mn²⁺具有催化作用，所以随后褪色会加快 （2分）
滴入最后一滴KMnO₄溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成浅紫红色，且半分钟不变化（2分）
③  20.00 mL （2分）     90.00%    （2分）
④  ACD      （2分）   （漏写一个得1分）

解析试题分析：（1）①高锰酸钾具有强氧化性，能氧化浓盐酸，不能氧化硫酸，因此要用稀硫酸酸化高锰酸钾，不能用盐酸；升高温度，能加快反应速率，缩短反应时间，则t_A<t_B；②依题意，乙二酸是弱酸，碳元素由+3升为+4价，锰元素由+7降为+2价，根据电子得失、电荷、原子守恒可得：5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺="10" CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O；（2）②酸性高锰酸钾能腐蚀橡胶，因此不能装入碱式滴定管，只能装入酸式滴定管；乙二酸将高锰酸钾还原为锰离子，生成锰离子还是乙二酸与高锰酸钾溶液反应的催化剂，加快反应速率，因此褪色时间缩短；当滴入最后一滴KMnO₄溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成浅紫红色，且半分钟不变化，就停止滴定，说明达到滴定终点；③三次滴定消耗酸性高锰酸钾溶液的平均体积为[20.10+(20.90—1.00)+21.10)mL/3="20.00" mL；由于n=c?V，则参加反应的高锰酸钾为0.1000×20.00×10^－3mol；由于5 H₂C₂O₄ + 2 MnO₄^－+ 6 H⁺="10" CO₂↑ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O，则25.00mL待测溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2mol H₂C₂O₄，所配250mL溶液中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00mol H₂C₂O₄；由于m=n?M，则5.0g乙二酸样品中含有0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90g H₂C₂O₄，则其纯度为0.1000×20.00×10^－3×5/2×250/25.00×90/5.0×100%=90%；④未用标准浓度的酸性高锰酸钾溶液润洗滴定管，其中残留的蒸馏水能稀释装入的标准溶液，导致标准溶液的消耗体积增大，测定结果偏高，故A正确；水只能影响待测溶液中乙二酸的浓度，不能影响乙二酸的物质的量，其多少（或有无）对测定结果无影响，故B错误；滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，说明标准溶液的消耗体积增大，则测定结果偏高，故C正确；不小心将酸性高锰酸钾溶液滴在锥形瓶外，导致标准溶液的消耗体积增多，测定结果偏大，故D正确；滴定管的“0”刻度在上，滴定前仰视，读数偏大，滴定后俯视，读数偏小，导致标准溶液的消耗体积偏小，测定结果偏低，故E错误。
考点：考查综合实验，涉及温度和催化剂对化学反应速率的影响、乙二酸和高锰酸钾的性质、离子方程式的书写、化学实验基本操作、解释原因、滴定终点的现象、数据处理与纯度计算、误差分析等。