Question

常溫下甲醛是一種無色、有特殊刺激性氣味的氣體，易溶于水，是確定的致癌、致畸形物之一．我國規(guī)定：居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m³．某同學設計測定甲醛的方法如下（假設空氣中無其它還原性氣體）：
（1）測定原理：KMnO₄（H⁺）溶液為強氧化劑，可氧化甲醛和草酸，化學反應離子方程式為：4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
（2）測定裝置：部分裝置如圖所示（a、b為止水夾）
（3）實驗步驟：
①用

 

（填儀器名稱）準確移取25.00mL 1.00×10^-3mol?L^-1的KMnO₄溶液（過量）于廣口瓶中并
滴入3滴6mol?L^-1H₂SO₄溶液備用；
②將2.00×10^-3mol?L^-1的草酸標準溶液置于

 

（填儀器名稱）中備用；
③于裝修完工后的第30天取樣：打開a，關(guān)閉b，用注射器抽取100mL新裝修的室內(nèi)空氣．關(guān)閉a，打開b，再緩緩推動注射器，將氣體全部推入酸性高錳酸鉀溶液中，使其充分反應．再如此重復4次（共5次）．如果壓送氣體時速度過快，可能會產(chǎn)生的不利后果是

 

；
④將廣口瓶中的溶液轉(zhuǎn)入錐形瓶中（潤洗廣口瓶2～3次，并將洗滌液全部轉(zhuǎn)入錐形瓶）．如果沒有潤洗，所測甲醛的含量將

 

（填“偏高”、“偏低”、“無影響”）；
⑤用標準草酸溶液滴定錐形瓶中的溶液；記錄滴定所消耗的草酸溶液體積．本實驗

 

（填：需要、不需要）指示劑．
⑥再重復實驗2次．
（4）數(shù)據(jù)處理：設 KMnO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為c₁，KMnO₄溶液的體積為V₁（mL）；草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c₂，草酸溶液的平均體積為V₂（mL）則：計算室內(nèi)空氣中甲醛濃度（mg/m³）的代數(shù)式為

 

（用c₁、c₂、V₁、V₂表示）；
照上述方法實驗平均消耗草酸30.79mL．計算第30天室內(nèi)空氣中甲醛濃度為

 

 mg/m³（精確到小數(shù)點后二位），并判斷此時主人

 

（填：能或不能）入�。�

Answer 1

分析：（3）①高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能夠氧化橡膠管；
②草酸是酸，草酸標準溶液置于酸式滴定管中；
③注射器壓送氣體速度過快，空氣中甲醛沒有完全被吸收；
④不潤洗高錳酸鉀溶液損失，消耗草酸減小，甲醛消耗高錳酸鉀增多；
⑤高錳酸鉀溶液是紫紅色，恰好反應后紫紅色褪去說明反應達到終點；
（4）依據(jù)過程分析，高錳酸鉀和草酸和甲醛反應，依據(jù)離子方程式計算草酸消耗的高錳酸鉀，計算得到甲醛消耗的高錳酸鉀，依據(jù)離子方程式計算的甲醛量，結(jié)合單位化簡得到；代入所得到的計算式，依據(jù)我國規(guī)定：居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m³判斷能否入�。�

解答：解：（3）①由于高錳酸鉀溶液具有強氧化性，不能使用堿式滴定管，應該選用酸式滴定管盛裝，故答案為：酸式滴定管；
②草酸是酸應儲存在酸式滴定管中待用，故答案為：酸式滴定管；
③如果注射器壓送氣體速度過快，空氣中的甲醛沒有完全被高錳酸鉀溶液吸收，導致測定結(jié)果偏低，故答案為：使測定結(jié)果偏低；   
④不潤洗高錳酸鉀溶液損失，消耗草酸減小，甲醛消耗高錳酸鉀增多，故答案為：偏高；
⑤高錳酸鉀溶液是紫紅色，恰好反應后紫紅色褪去說明反應達到終點；不需要，以高錳酸鉀為指示劑，最后一滴草酸標準溶液滴下，溶液紫紅色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復，即為滴定終點，故答案為：不需要；
（4）根據(jù)反應2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，和反應4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺→4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O計算；高錳酸鉀溶液和就安全反應和草酸反應；
設 KMnO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為c₁，KMnO₄溶液的體積為V₁（mL）；草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c₂，草酸溶液的平均體積為V₂（mL）則：
    2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
    2         5
0.4c₂V₂×10^-3   c₂V₂×10^-3
與甲醛反應的高錳酸鉀物質(zhì)的量=（c₁V₁×10^-3 -0.4c₂V₂×10^-3 ）mol；
     4MnO₄^-+5HCHO+12H⁺→4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
   4                              5
（c₁V₁×10^-3 -0.4c₂V₂×10^-3 ）mol    1.25（c₁V₁×10^-3 -0.4c₂V₂×10^-3 ）mol
五次測定，空氣體積為500ml，計算室內(nèi)空氣中甲醛濃度（mg/m³）的代數(shù)式=

1.25(c1V1×10-3-0.4c2V2×10-3)×30

0.5

g/L=（75c_lV_l-30c₂V₂）mg/L=（75c_lV_l-30c₂V₂）×10³；mg/m³；準確移取25.00mL 1.00×10^-3mol?L^-1的KMnO₄溶液，將2.00×10^-3mol?L^-1的草酸標準溶液，實驗平均消耗草酸30.79mL，代入上述計算式得到甲醛=（75c_lV_l-30c₂V₂）×10³=（75×1.00×10^-3×25-30×2×10^-3×30.79）×10³=27.60mg/m³；居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m³．所以不能入住，
故答案為：（75c_lV_l-30c₂V₂）×10³；27.60； 不能．

點評：本題考查了空氣中甲醛含量測定，根據(jù)反應的化學方程式，計算室內(nèi)空氣中甲醛含量，并與標準進行對照，判斷室內(nèi)甲醛是否超過標準，本題難度中等．