Question

14．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wg草酸晶体配成100.0mL水溶液；
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cmol•L^-1KMnO₄溶定．滴定时，所发生的反应为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
请回答下列问题：
（1）实验①中为配制准确浓度的草酸溶液，所需用到的仪器是：天平（含砝码）、烧杯、药匙和100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒．
（2）判断滴定结束的标准是当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，待测液刚好出现紫色且半分钟内不褪色．
（3）若滴定时，反应前后的两次读数分别为a和b，则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L，由此计算出草酸晶体的X值是$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5．

Answer 1

分析 （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、量筒、100mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒等；
（2）滴定终点时溶液颜色无色变化为紫色且在30s内颜色不再恢复为原来颜色，证明反应达到终点；
（3）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）和c（H₂C₂O₄），计算草酸的质量，根据化学式质量分数计算求X的值．

解答 解：（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，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溶液呈紫色，草酸反应完毕，当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点；
故答案为：当滴入最后一滴KMnO₄溶液时，待测液刚好出现紫色且半分钟内不褪色；
（3）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，
根据关系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-3mol，
则100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-3mol×$\frac{100mL}{25mL}$=c×（b-a）×10^-2mol，
所以c（H₂C₂O₄）=$\frac{n}{V}$=$\frac{c×（b-a）×1{0}^{-2}mol}{0.1L}$=$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L；
草酸晶体中草酸的质量为c×（b-a）×10^-2mol×90g/mol=0.9c（b-a）g，
由化学式可知：$\frac{90}{90+18x}$=$\frac{c×（b-a）×1{0}^{-2}mol×90g/mol}{Wg}$，
解得x=$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5，
故答案为：$\frac{1}{10}$c×（b-a）mol/L；$\frac{50W}{9c（b-a）}$-5．

点评 本题考查氧化还原滴定与计算，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，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．