Question

（16分）乙二酸（HOOC-COOH）俗名草酸，易溶于水，屬于二元中強酸，生產和科學實驗中有著廣泛的用途。草酸晶體的組成可用H₂C₂O₄·xH₂O表示，為了測定x值，進行如下實驗：稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL水溶液，量取25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為amol·L^-1的KMnO₄溶液滴定，
（1）將所發生的反應方程式完成并配平，將完整的化學方程式寫在答題卡上。
KMnO₄ + H₂C₂O₄ + （   ）---K₂SO₄ + CO₂↑+ MnSO₄ + （   ）
（2）整個實驗過程中不需要的儀器有                （填序號）。
a．托盤天平（帶砝碼，鑷子）b．酸式滴定管  c．燒瓶
d．100mL容量瓶  e．燒杯      f．漏斗     g．錐形瓶
h．玻璃棒    i．藥匙   
（3）實驗中，標準KMnO₄溶液應盛裝在____式滴定管中。滴定終點時溶液的
顏色變化為                                       。
（4）在滴定過程中若用去amol·L^-1的KMnO₄溶液VmL，則所配制的草酸溶液的物質的量濃度為________mol·L^-1，由此可計算x的值是___________。
（用含W、a、V的代數式表示）
（5）該小組同學將0.02mol草酸晶體（H₂C₂O₄·2H₂O）加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應，測得反應后溶液呈酸性，則該溶液中各離子濃度由大到小的順序為         

Answer 1

（1）2KMnO₄ +5 H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 10CO₂↑+2 MnSO₄ + 8H₂O  
（2）c , f      
（3）酸   溶液由無色變為淺紫色且半分鐘不褪色 
（4）   0.1aV    （5） C(Na⁺)＞c(HC₂O₄^-)＞c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-) ＞ c(OH^-)

試題分析：根據題目中給出的條件，可以判斷硫酸是反應物，根據守恒關系，可以判斷生成物還有水，根據化合價的升高降低一致可以得到
（1）2KMnO₄ +5 H₂C₂O₄ + 3H₂SO₄ ="==" K₂SO₄ + 10CO₂↑+2 MnSO₄ + 8H₂O
（2）稱取Wg草酸晶體，配成100.00mL水溶液，量取25.00mL所配制的草酸溶液置于錐形瓶內，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為amol·L^-1的KMnO₄溶液滴定，整個實驗過程中必須的儀器a．托盤天平（帶砝碼，鑷子）b．酸式滴定管 d．100mL容量瓶  e．燒杯        g．錐形瓶 h．玻璃棒    i．藥匙   
（3）實驗中，標準KMnO₄溶液應盛裝在酸式滴定管中，因為酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，會腐蝕橡膠軟管，所以只能放在酸式滴定管中。滴定終點時溶液的顏色變化為溶液由無色變為淺紫色且半分鐘不褪色
（4）在滴定過程中若用去amol·L^-1的KMnO₄溶液VmL，則所配制的草酸溶液的物質的量濃度根據定量關系2KMnO_{4  ---   -----}5 H₂C₂O₄   
2           5
av/1000     0.025y
所以y=0.1aV               
H₂C₂O₄·xH₂O 其摩爾質量是（18x＋2+24+64）g/mol  
其物質的量是w/[（18x＋2+24+64）] mol 實驗時從100.00mL水溶液，量取25.00mL進行試驗，所以滴定時消耗掉的草酸是0.01av  mol
所以0.01av=w/[（18x＋2+24+64）] 所以 x=
（5）該小組同學將0.02mol草酸晶體（H₂C₂O₄·2H₂O）加入到100mL0.2mol/L的NaOH溶液中充分反應，測得反應后溶液呈酸性，因為草酸是二元中強酸，鈉離子濃度最大，其次是HC₂O₄^-僅僅小于鈉離子濃度，氫離子有兩部分構成，一部分是水電離的一部分是草酸電離的，所以c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-)，所以該溶液中各離子濃度由大到小的順序為 C(Na⁺)＞c(HC₂O₄^-)＞c(H⁺)＞c(C₂O₄^2-) ＞ c(OH^-)
點評：解答本題要從實驗的目的出發，抓住定量關系，問題都會迎刃而解。酸堿中和滴定，是用已知物質量濃度的酸（或堿）來測定未知物質物質的量濃度的堿（或酸）的方法叫做酸堿中和滴定。實驗中石蕊等做酸堿指示劑來判斷是否完全中和。只要學生學習過程中牢記并理解這些基本定義，便不難解答此題。