Question

【題目】我國規定：室內甲醛含量不得超過0.08mg·m－3。某研究性學習小組欲利酸性KMnO4溶液測定空氣中甲醛的含量， (部分裝置如圖)，其反應原理及步驟如下：

4MnO4-＋5HCHO＋H ＋＝Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O

2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O

步驟：①量取5.00mL 1.00×10－3mol·L－1 KMnO4，溶液于洗氣瓶中，并滴入幾滴稀H2SO4，加水20mL稀釋備用。

②取1.00×10－3mol·L－1草酸標準溶液于酸式滴定管中備用。

③用注射器抽取100mL新裝修室內空氣。再將注射器氣體推入洗氣瓶中充分反應。再重復4次。

④將洗氣瓶中溶液轉移到錐形瓶中(包括洗滌液)，再用標準草酸溶液進行滴定，記錄滴定所消耗的草酸溶液的體積。

⑤再重復實驗2次(每次取高錳酸鉀溶液5.00mL)。3次實驗消耗草酸溶液的體積平均值為12.38mL。

回答下列問題

（1）此實驗用指示劑____________（填字母）。A 甲基橙　b酚酞　c淀粉　d無需另外添加試劑

（2）量取5.00mL KMnO4溶液應用______________滴定管

（3）下列操作能引起室內甲醛濃度偏高的是________。

a.滴定終點俯視讀數 b.滴定前有氣泡滴定后無氣泡

c.在高錳酸鉀溶液中加入少量水 d.裝草酸的滴定管未潤洗

（4）草酸是二元中強酸，草酸氫鈉溶液顯酸性。常溫下，如果向10 mL 0.01 molL-1 H2C2O4溶液中滴加0.0 1 molL-1 NaOH溶液

①當加入的NaOH溶液體積為10 mL，請你寫出溶液中質子守恒關系式__________。

②當加入的NaOH溶液體積為20 mL，請你寫出溶液中離子的濃度大小關系__________。

Answer 1

【答案】d 酸式 a c(H+)+ c(H2C2O4)= c(OH-)+ c(C2O42-) c( Na+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)＞c(HC2O4-)＞c(H+)

【解析】

本題考查實驗方案設計與評價，（1）高錳酸鉀本身顯紫色或紫紅色，因此本實驗無需指示劑；（2）高錳酸鉀溶液具有強氧化性，因此用酸式滴定管量取高錳酸鉀；（3）根據設計的原理，與甲醛反應高錳酸鉀的物質的量為(VKMnO4×cKMnO4－VH2C2O4×cH2C2O4×2/5)mol，則甲醛的物質的量為(VKMnO4×cKMnO4－VH2C2O4×cH2C2O4×2/5)×5/4mol，a、滴定終點俯視讀數，讀出的VH2C2O4偏小，則所測甲醛濃度偏高，故a正確；b、滴定前有氣泡，滴定后無氣泡，則讀出的VH2C2O4偏大，所測甲醛濃度偏低，故b錯誤；c、高錳酸鉀溶液中加少量的水，高錳酸鉀物質的量不發生變化，因此所測甲醛濃度不變，故c錯誤；d、裝草酸的滴定管未潤洗，造成草酸的物質的量濃度偏小，即消耗的草酸的體積增大，即所測甲醛濃度偏低，故d錯誤；（4）①加入10mLNaOH溶液，溶質為NaHC2O4，物料守恒c(Na＋)=c(HC2O4－)＋c(H2C2O4)＋c(C2O42－)，電荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)=c(HC2O42－)＋2c(C2O42－)＋c(OH－)，得到質子守恒：c(H+)+ c(H2C2O4)= c(OH-)+ c(C2O42-)；②加入NaOH溶液體積為20mL，溶質為Na2C2O4，草酸鈉溶液中存在平衡：C2O42－＋H2O HC2O4－＋OH－，HC2O4－＋H2O H2C2O4＋OH－，H2O H＋＋OH－，鹽類水解程度是微弱的，因此離子濃度大小順序是c( Na+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)＞c(HC2O4-)＞c(H+)。