Question

2．定量分析是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中重要的組成部分．
Ⅰ．中和熱的測(cè)定：
（1）在實(shí)驗(yàn)室中，用50mL 0.40mol/L的鹽酸與50mL 0.50mol/L的NaOH溶液反應(yīng)測(cè)定和熱．假設(shè)此時(shí)溶液密度均為1g/cm³，生成溶液的比容熱c=4.18J/（g•℃），實(shí)驗(yàn)起始溫度為T₁℃，終止溫度為T₂℃，請(qǐng)寫出中和熱的計(jì)算式
（寫出最后結(jié)果）△H=-20.9（T₂-T₁）KJ/mol．
（2）1L1mol/LH₂SO₄溶液與2L1mol/LNaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量．請(qǐng)寫出表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol．
Ⅱ．氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)與中和滴定類似．為測(cè)定某H₂C₂O₄溶液的濃度，取該溶液于錐形瓶中，加入適量稀H₂SO₄后，用濃度為c mol/L KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定．
（1）滴定原理為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（用離子方程式表示）．
（2）滴定時(shí)，KMnO₄溶液應(yīng)裝在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的顏色變化為溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙��?br />（3）如圖表示50mL滴定管中液面的位置，此時(shí)滴定管中液面的讀數(shù)為21.40mL．
（4）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，該同學(xué)一共進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，假設(shè)每次所取H₂C₂O₄溶液體積均為VmL，三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	第一次	第二次	第三次
消耗KMnO4溶液體積/mL	26.32	24.02	23.98

從上表可以看出，第一次實(shí)驗(yàn)中記錄消耗KMnO₄溶液的體積明顯多于后兩次，其原因可能是CD
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)KMnO₄溶液的體積
B．滴加KMnO₄溶液過(guò)快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定
C．第一次滴定盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過(guò)，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，后兩次均用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤(rùn)洗過(guò)，后兩次未潤(rùn)洗
（5）寫出計(jì)算H₂C₂O₄的物質(zhì)的量濃度的最簡(jiǎn)表達(dá)式：C=$\frac{60C}{V}$mol/L．

Answer 1

分析 I．（1）根據(jù)Q=△H=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)熱，結(jié)合中和熱定義：在稀溶液中酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水放出的熱量解答；
（ 2 ）根據(jù)熱化學(xué)方程式中系數(shù)和焓變的關(guān)系來(lái)書寫熱化學(xué)方程式，注意中和熱為生成1mol水放出熱量；
Ⅱ．（1）H₂C₂O₄與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被還原成Mn²⁺，根據(jù)電子得失守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒來(lái)配平；
（2）KMnO₄具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠管；滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顏色無(wú)色變化為紫色且在30s內(nèi)顏色不再恢復(fù)為原來(lái)顏色，證明反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)；
（3）A與C刻度間相差1ml，說(shuō)明每?jī)蓚�(gè)小格之間是0.1mL，A處的刻度21，據(jù)此確定B的刻度，注意滴定管的上面數(shù)值小，下面數(shù)值大；
（4）根據(jù)所用過(guò)程判斷不當(dāng)操作對(duì)相關(guān)物理量的影響判斷；
（5）根據(jù)化學(xué)方程式2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O計(jì)算H₂C₂O₄的濃度．

解答 解：I．（1）在實(shí)驗(yàn)室中，用50mL 0.40mol/L的鹽酸與50mL 0.50mol/L的NaOH溶液反應(yīng)，二者反應(yīng)生成水物質(zhì)的量為0.02mol，放出的熱量Q=△H=m•c•△T，則反應(yīng)熱為：△H=-4.18J/（g•℃）×100mL×1g/cm³（T₂-T₁），在稀溶液中酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水放出的熱量為中和熱，則中和熱的計(jì)算公式為：△H=-4.18J/（g•℃）×100mL×1g/cm³（T₂-T₁）÷0.02mol，即△H=-20.9（T₂-T₁）；
故答案為：-20.9（T₂-T₁）；
（2）根據(jù)稀1L 1mol/L H₂SO₄溶液與2L 1mol/L NaOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ的熱量的熱化學(xué)方程式為：H₂SO₄（aq）+2NaOH（aq）=Na₂SO₄（aq）+2H₂O（l），△H=-114.6kJ/mol，
表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l），△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l），△H=-57.3kJ/mol；
Ⅱ（1）H₂C₂O₄與酸性KMnO₄溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，H₂C₂O₄被氧化成CO₂，KMnO₄被還原成Mn²⁺，反應(yīng)的離子方程式為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
故答案為：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
（2）因?yàn)镵MnO₄具有強(qiáng)氧化性，會(huì)腐蝕橡膠管，故應(yīng)用酸式滴定管盛裝；KMnO₄溶液呈紫色，草酸反應(yīng)完畢，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色，即達(dá)滴定終點(diǎn)；
故答案為：酸式；當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO₄溶液時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙�，且半分鐘�?nèi)不褪色；
（3）A與C刻度間相差1ml，說(shuō)明每?jī)蓚�(gè)小格之間是0.10mL，A處的刻度為21，A和B之間是四個(gè)小格，所以相差0.40mL，則B是21.40mL；
故答案為：21.40；
（4）A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)KMnO₄溶液的體積，液面偏高，讀數(shù)偏小，導(dǎo)致KMnO₄體積偏小，故A錯(cuò)誤；
B．滴加KMnO₄溶液過(guò)快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，導(dǎo)致KMnO₄體積偏小，故B錯(cuò)誤；
C．第一次滴定盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管裝液前用蒸餾水清洗過(guò)，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，后兩次均用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，KMnO₄濃度偏小，導(dǎo)致KMnO₄體積偏大，故C正確；
D．第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤(rùn)洗過(guò)，后兩次未潤(rùn)洗，潤(rùn)洗錐形瓶導(dǎo)致草酸的物質(zhì)的量偏大，導(dǎo)致KMnO₄體積偏大，故D正確；
故選：BD；
（5）從上表可以看出，第一次實(shí)驗(yàn)中記錄消耗KMnO₄溶液的體積明顯多于后兩次，應(yīng)舍棄，則消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為：$\frac{24.02+23.98}{2}$=24mL；
依據(jù)滴定原理：6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 可知：
6H⁺+2MnO₄^-+5H₂C₂O₄═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O 
           2                5
         c×24mL       C×VmL
2：c×24mL=5：C×VmL  解得C=$\frac{60c}{V}$mol/L；
故答案為：$\frac{60c}{V}$mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫，中和熱的測(cè)定，以物質(zhì)含量為背景考查氧化還原滴定與計(jì)算，難度中等，注意實(shí)驗(yàn)原理的掌握，滴定管結(jié)構(gòu)與使用等，注意中和熱的概念．