Question

草酸三氢钾是一种重要的化学试剂，广泛用于分析试剂及缓冲溶液的配制，等级为分析纯（A．R）的产品售价大约每公斤70元．下面是草酸三氢钾的产品标签．
化学名称：草酸三氢钾、四草酸钾、乙二酸三氢钾、四乙二酸钾
英文名：potassium trihydrogen dioxalate dihydrate或potassium tetraoxalate
分子式：KHC₂O₄…H₂C₂O₄?2H₂O或C₄H₃KO₈?2H₂O
分子量：254.19
性质：无色晶体或白色粉末．热至100℃失水成无水物，更高温度时分解为碳酸钾和一氧化碳等，溶于水，微溶于醇
质量指标：KHC₂O₄…H₂C₂O₄?2H₂O含量，分析纯（A．R）大于99.5%，化学纯（C．P）大于99.0%
对产品的质量鉴定可以采用氧化还原滴定法，操作步骤如下：称取草酸三氢钾样品1.271g，溶解后定容在100mL容量瓶A中，用移液管移取25.00mL到锥形瓶中，加硫酸酸化后，用0.04000mol?L_1KMnO4溶液滴定至终点，消耗24.91mL．
（1）写出发生的滴定的离子反应方程式______．（提示：滴定反应可视为草酸与高锰酸钾反应）
（2）该滴定使用什么指示剂，终点的颜色将怎样变化？______．
（3）通过计算可知该草酸三氢钾样品的质量分数为______．
（4）该产品属于哪种等级的化学试剂______．
（5）采用氧化还原滴定法操作时可以观察到这样的现象，刚刚加入第一滴KMnO4到草酸三氢钾溶液中，溶液呈现紫红色，大约3分钟紫红色褪去，随后加入的KMnO4紫红色则立即褪去．请对这一现象给出解释．______．

Answer 1

解：（1）高锰酸钾具有强氧化性，在酸性环境下，能将草酸氧化为二氧化碳，同时自身被还原为锰离子，
即：6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-═10CO₂+8H₂O+2Mn²⁺，故答案为：6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-═10CO₂+8H₂O+2Mn²⁺；
（2）高锰酸钾本身具有颜色，在滴定草酸的过程中可以担当指示剂的角色，当最后一滴滴入溶液中，溶液恰好变紫红色，且30s内不退色，此时便是滴定终点，
故答案为：KMnO₄；最后一滴滴入溶液，溶液恰好变紫红色，且30s内不退色，此时便是滴定终点；
（3）根据反应：6H⁺+5H₂C₂O₄+2MnO₄^-═10CO₂+8H₂O+2Mn²⁺，2.5C₄H₃KO₈?2H₂O～5H₂C₂O₄～2MnO₄^-，
高锰酸钾的物质的量为：0.04000mol/L×24.91×10^-3L×4=3.9856×10^-3mol，
所以C₄H₃KO₈?2H₂O的物质的量为：3.9856×10^-3mol×2.5×=4.982×10^-3mol，
以C₄H₃KO₈?2H₂O的质量分数=×100%=99.6；
故答案为：99.6%；
（4）根据题意：质量指标：KHC₂O₄…H₂C₂O₄?2H₂O含量，分析纯（A．R）大于99.5%，故答案为：分析纯（A．R）；（5）刚刚加入第一滴KMnO4到草酸三氢钾溶液中，溶液呈现紫红色，大约3分钟紫红色褪去，随后加入的KMnO4紫红色在Mn²⁺催化作用下则立即褪去，故答案为：反应生成的Mn²⁺起催化作用．
分析：（1）高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化；
（2）高锰酸钾本身具有颜色，在滴定过程中可以担当指示剂的角色；
（3）根据化学方程式和滴定过程中的用量来计算；
（4）根据题意中的质量指标：KHC₂O₄…H₂C₂O₄?2H₂O含量来确定；
（5）高锰酸钾具有强氧化性，能将草酸氧化，本身生成二价的锰离子．
点评：本题考查学生有关氧化还原反应的综合滴定知识，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．