Question

18．草酸晶體的組成可表示為H₂C₂O₄•xH₂O，為測定x值，進行下列實驗．
①稱取m g草酸晶體，配成100.0mL溶液．
②取25.0mL所配草酸溶液置于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為c mol•L^-1 KMnO₄溶液滴定．滴定時，所發(fā)生反應為：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
請回答下列問題：
（1）實驗①中為了配制準確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有：天平（含砝碼）、燒杯、藥匙和100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒．
（2）在實驗②中，滴定時KMnO₄溶液應裝在酸式滴定管中，錐形瓶中不需要（填“需要”或“不需要”）滴加指示劑．
（3）在滴定過程中，目光應注視錐形瓶中溶液顏色的變化．
（4）若滴定時，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，因此計算出草酸晶體x值為$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$．
（5）若讀取讀數(shù)a時仰視，讀取讀數(shù)b時俯視，則所測x值偏大（填“偏大”、“偏 小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）實驗①中為了配制準確濃度的草酸溶液，所需要的實驗儀器主要有天平（含砝碼）、燒杯、藥匙、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等；
（2）酸性滴定管用玻璃活塞，堿性滴定管具有橡皮管，KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點，不需要外加指示劑；
（3）在滴定過程中，目光應注視錐形瓶中溶液顏色的變化；
（4）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液體積（b-a）mL，根據(jù)關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄計算25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄），進而計算100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄），計算草酸的質(zhì)量，根據(jù)化學式質(zhì)量分數(shù)的計算求X的值；
（5）讀取讀數(shù)a時仰視，a偏大，讀取讀數(shù)b時俯視，b偏小，導致KMnO₄溶液體積偏小，計算測定的草酸的質(zhì)量偏小．

解答 解：（1）實驗①中為了配制準確濃度的草酸溶液100.0mL，所需要的實驗儀器主要有天平（含砝碼）用來稱量草酸固體的質(zhì)量、燒杯溶解固體、藥匙取固體藥品、100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等，故還需要100mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒，
故答案為：100mL容量瓶；膠頭滴管；玻璃棒；
（2）KMnO₄溶液具有強氧化性，可以腐蝕堿性滴定管的橡皮管，故KMnO₄溶液應裝在酸式滴定管中；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應完畢，滴入最后一滴KMnO₄溶液，紫色不褪去，說明滴定到終點，不需要外加指示劑，
故答案為：酸；不需要；
（3）在滴定過程中，目光應注視錐形瓶中溶液顏色的變化，
故答案為：錐形瓶中溶液顏色的變化；
（4）滴定管的刻度由上而下刻度增大，滴定前后兩次讀數(shù)分別為amL和bmL，故消耗KMnO₄溶液體積（b-a）mL，n（KMnO₄）=c mol•L^-1×（b-a）×10^-3L=c×（b-a）×10^-3mol，根據(jù)2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O可得關(guān)系式2KMnO₄～5H₂C₂O₄可知25.0mL草酸溶液中n（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-2mol，進而計算100mL草酸溶液中n′（H₂C₂O₄）=2.5×c×（b-a）×10^-2mol×$\frac{100mL}{25mL}$=c×（b-a）×10^-2mol，草酸晶體中草酸的質(zhì)量為c×（b-a）×10^-2mol×90g/mol=0.9c（b-a）g，由化學式H₂C₂O₄•xH₂O可知：$\frac{90}{90+18x}$=$\frac{0.9c（b-a）g}{mg}$，解得x=$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$，
故答案為：$\frac{50m}{9c×（b-a）}-5$；
（5）讀取讀數(shù)a時仰視，a偏大，讀取讀數(shù)b時俯視，b偏小，故導致KMnO₄溶液體積偏小，計算測定的草酸的質(zhì)量偏小，故x的值偏大，
故答案為：偏大．

點評 本題考查一定物質(zhì)的量濃度溶液配制、滴定操作、滴定應用與計算、物質(zhì)組成含量測定等，難度中等，注意滴定中經(jīng)常根據(jù)關(guān)系式進行計算，掌握根據(jù)關(guān)系式計算方法．