Question

18．草酸晶体的组成可表示为H₂C₂O₄•xH₂O，为测定x值，进行下列实验．
①称取m g草酸晶体，配成100.0mL溶液．
②取25.0mL所配草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为c mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定．滴定时，所发生反应为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
请回答下列问题：
（1）实验①中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、药匙和100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒．
（2）在实验②中，滴定时KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中，锥形瓶中不需要（填“需要”或“不需要”）滴加指示剂．
（3）在滴定过程中，目光应注视锥形瓶中溶液颜色的变化．
（4）若滴定时，滴定前后两次读数分别为amL和bmL，因此计算出草酸晶体x值为$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$．
（5）若读取读数a时仰视，读取读数b时俯视，则所测x值偏大（填“偏大”、“偏 小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）实验①中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）酸性滴定管用玻璃活塞，碱性滴定管具有橡皮管，KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，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；
（3）在滴定过程中，目光应注视锥形瓶中溶液颜色的变化；
（4）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后两次读数分别为amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液体积（b-a）mL，根据关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄计算25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄），进而计算100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄），计算草酸的质量，根据化学式质量分数的计算求X的值；
（5）读取读数a时仰视，a偏大，读取读数b时俯视，b偏小，导致KMnO₄溶液体积偏小，计算测定的草酸的质量偏小．

解答 解：（1）实验①中为了配制准确浓度的草酸溶液100.0mL，所需要的实验仪器主要有天平（含砝码）用来称量草酸固体的质量、烧杯溶解固体、药匙取固体药品、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等，故还需要100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒，
故答案为：100mL容量瓶；胶头滴管；玻璃棒；
（2）KMnO₄溶液具有强氧化性，可以腐蚀碱性滴定管的橡皮管，故KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中；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；不需要；
（3）在滴定过程中，目光应注视锥形瓶中溶液颜色的变化，
故答案为：锥形瓶中溶液颜色的变化；
（4）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后两次读数分别为amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液体积（b-a）mL，n（KMnO₄）=c mol•L^-1×（b-a）×10^-3L=c×（b-a）×10^-3mol，根据2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O可得关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-2mol，进而计算100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-2mol×$\frac{100mL}{25mL}$=c×（b-a）×10^-2mol，草酸晶体中草酸的质量为c×（b-a）×10^-2mol×90g/mol=0.9c（b-a）g，由化学式H₂C₂O₄•xH₂O可知：$\frac{90}{90+18x}$=$\frac{0.9c（b-a）g}{mg}$，解得x=$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$，
故答案为：$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$；
（5）读取读数a时仰视，a偏大，读取读数b时俯视，b偏小，故导致KMnO₄溶液体积偏小，计算测定的草酸的质量偏小，故x的值偏大，
故答案为：偏大．

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．