Question

乙二酸（HOOC-COOH）俗名草酸，易溶于水，属于二元中强酸，生产和科学实验中有着广泛的用途．草酸晶体的组成可用H₂C₂O₄?xH₂O表示，为了测定x值，进行如下实验：称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液，量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为amol?L^-1的KMnO₄溶液滴定，
（1）将所发生的反应方程式完成并配平，将完整的化学方程式写在答题卡上．
       KMnO₄+H₂C₂O₄+    ═K₂SO₄+CO₂↑+MnSO₄+   
（2）整个实验过程中不需要的仪器有    （填序号）．
a．托盘天平（带砝码，镊子）b．酸式滴定管  c．烧瓶   d．100mL容量瓶  e．烧杯      f．漏斗     g．锥形瓶
h．玻璃棒    i．药匙
（3）实验中，标准KMnO₄溶液应盛装在    式滴定管中．滴定终点时溶液的颜色变化为    ．
（4）在滴定过程中若用去amol?L^-1的KMnO₄溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为    mol?L^-1，由此可计算x的值是    ．（用含W、a、V的代数式表示）
（5）该小组同学将0.02mol草酸晶体加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，则该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据氧化还原反应得失电子守恒配平反应方程式；
（2）实验有两个过程：①为了配制准确浓度的草酸溶液，所需要的实验仪器主要有天平（含砝码）、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；
②用高锰酸钾溶液进行滴定测草酸的物质的量，所需要的实验仪器主要有烧杯、酸式滴定管、铁架台（带滴定管夹）、锥形瓶等；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，故KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中；滴定时，左手控制滴定管活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视溶液颜色的变化；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反应完毕，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，不需要外加指示剂；
（4）根据化学方程式中各物质的关系进行计算；
（5）两者正好1：1反应生成NaHC₂O₄，溶液显酸性说明HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度，可得离子浓度间的大小关系；
解答：解：（1）反应中根据氧化剂得失电子守恒可知氧化剂和还原剂物质的量之间的关系为：2MnO₄^-～5H₂C₂O₄，在根据电荷守恒和质量守恒可写出反应方程式为：2KMnO₄+5 H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2 MnSO₄+8H₂O，故答案为：2KMnO₄+5 H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2 MnSO₄+8H₂O；
（2））①为了配制准确浓度的草酸溶液，所需要的实验仪器主要有天平（含砝码）、烧杯、药匙、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；②用高锰酸钾溶液进行滴定测草酸的物质的量，所需要的实验仪器主要有烧杯、酸式滴定管、铁架台（带滴定管夹）、锥形瓶等，故答案为：c，f；
（3）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，故KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中；滴定时，左手控制滴定管活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视溶液颜色的变化；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反应完毕，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，说明滴定到终点，不需要外加指示剂，故答案为：酸；酸溶液由无色变为浅紫色且半分钟不褪色；
（4）2KMnO₄ ～5H₂C₂O₄
 2mol            5mol
aV×10^-3mol     0.025×Cmol
=
解得：C=0.1aVmol?L^-1
H₂C₂O₄?xH₂O～H₂C₂O₄ ～xH₂O
                1mol         18xg
                0.1aV×0.1  w-0.1aV×0.1×90   
=
解得X=-5
故答案为：0.1aV；-5；
（5）两者正好1：1反应生成NaHC₂O₄，溶液显酸性说明HC₂O₄^-的电离程度大于其水解程度，而溶液中还存在着水的电离，故H⁺＞C₂O₄^2-，由于离子的电离程度较小，则有HC₂O₄^-＞H⁺，故正确顺序为Na⁺＞HC₂O₄^-＞H⁺＞C₂O₄^2-＞OH^-，故答案为：C（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
点评：本题考查一定物质的量浓度溶液配制、滴定操作、滴定应用与计算、物质组成含量测定等，难度中等，注意滴定中经常根据关系式进行计算，掌握根据关系式计算方法．