Question

我國規(guī)定：室內(nèi)甲醛含量不得超過0.08mg?m^-3．某研究性學習小組欲利用酸性KMnO₄溶液測定空氣中甲醛（HCHO）的含量．
【查閱資料】KMnO₄（H⁺）溶液為強氧化劑，可氧化甲醛和草酸．
4MnO₄^-+5HCHO+H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O；      2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
【實驗一】按如圖所示裝置進行采樣

（1）由圖可知甲醛的物理性質(zhì)為

 

．
（2）空氣中甲醛采樣吸收裝置中用到的玻璃儀器為：玻璃導管、

 

．
（3）為了使通過吸收裝置的甲醛盡可能被吸收液吸收，可采取的措施是：

 

（只寫出一種即可）
設置空氣采集器為恒定流量0.5L/min，采集20min．
【實驗二】
量取10.00mL的甲醛吸收液轉移到錐形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于錐形瓶中，并滴入幾滴稀H₂SO₄備用．
（4）用1.00×10^-3mol?L^-1標準草酸溶液進行滴定，當

 

時，達到滴定終點．
（5）記錄滴定所消耗的草酸溶液的體積，重復實驗2次，消耗草酸溶液體積分別為10.90mL、10.02mL、9.98mL．計算該居室內(nèi)空氣中甲醛的濃度為

 

 mg?m^-3．
（6）若滴定過程中，發(fā)現(xiàn)滴定管下端開始有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果將

 

（填“偏大”、“無影響”、“偏小”）．
【實驗三】
環(huán)境監(jiān)測站工作人員采樣后，將5.00mL的甲醛吸收液注入比色瓶中，再向比色瓶中注入顯色
試劑0.5mL，蓋緊瓶塞，搖勻，靜置顯色．當室內(nèi)環(huán)境溫度不同時，記錄顯色時間見下表．

環(huán)境溫度/°C	5	10	15	20	25	30	35
顯色時間/min	45	30	15	13	10	7	5

（7）由該表可以得出的結論是

 

．
（8）請用化學反應原理解釋

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）裝置圖表示，甲醛為氣體，易溶于水；
（2）空氣中甲醛采樣吸收裝置中用到的玻璃儀器為廣口瓶；
（3）為了使通過吸收裝置的甲醛盡可能被吸收液吸收，可以增大吸收面積，減慢采集速率；
（4）量取10.00mL的甲醛吸收液轉移到錐形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于錐形瓶中，并滴入幾滴稀H₂SO₄，發(fā)生氧化還原反應，過量的高錳酸鉀溶液用1.00×10^-3mol?L^-1標準草酸溶液進行滴定，滴入最后一滴溶液紫紅色變化為無色且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化；
（5）依據(jù)反應的定量關系分析計算，測定過程中草酸體積10.90mL誤差較大舍去，利用兩次的平均值計算消耗的體積，計算得到消耗高錳酸鉀物質(zhì)的量，高錳酸鉀總物質(zhì)的量-草酸消耗物質(zhì)的量=與甲醛反應的高錳酸鉀物質(zhì)的量，計算甲醛濃度；
（6）滴定管下端開始有氣泡，滴定后氣泡消失，讀取草酸溶液體積增大，消耗高錳酸鉀量增大，與甲醛反應的高錳酸鉀減�。�
（7）分析圖表數(shù)據(jù)隨溫度升高，顯色時間縮短，是因為升溫反應速率增大；
（8）依據(jù)影響化學反應速率因素分析判斷；

解答： 解：（1）裝置圖表示，常溫下甲醛為氣體，可以溶于水，故答案為：常溫下是氣體，可溶于水；
（2）空氣中甲醛采樣吸收裝置中用到的玻璃儀器，應是氣體通過能溶解甲醛屬于洗氣瓶裝置，導氣管長進短出，選擇為廣口瓶，需要玻璃儀器為玻璃導管、廣口瓶；
故答案為：廣口瓶；
（3）為了使通過吸收裝置的甲醛盡可能被吸收液吸收，可以增大吸收面積，減慢采集速率，為了使通過吸收裝置的甲醛盡可能被吸收液吸收，可采取的措施是，在洗氣瓶長玻璃導管的下端接一個玻璃球泡；減慢空氣采集器的流速；
故答案為：在洗氣瓶長玻璃導管的下端接一個玻璃球泡；減慢空氣采集器的流速；
（4）量取10.00mL的甲醛吸收液轉移到錐形瓶中，量取12.00mL1.00×10^-3mol?L^-1KMnO₄溶液于錐形瓶中，并滴入幾滴稀H₂SO₄，發(fā)生氧化還原反應，過量的高錳酸鉀溶液用1.00×10^-3mol?L^-1標準草酸溶液進行滴定，滴入最后一滴溶液紫紅色變化為無色且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化，說明反應達到終點；
故答案為：滴加最后一滴草酸溶液時，溶液恰好由紫紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不褪色；
（5）依據(jù)反應的定量關系分析計算，測定過程中草酸體積10.90mL誤差較大舍去，利用兩次的平均值計算消耗的體積=

10.02ml+9.98ml

2

=10ml，
 2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
2          5
n          0.010L×1.00×10^-3mol?L^-1
n=4×10^-6mol
與甲醛反應的高錳酸鉀物質(zhì)的量=0.012L×1.00×10^-3mol?L^-1-4×10^-6mol=8×10^-6mol
   4MnO₄^-+5HCHO+H⁺═4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O
     4       5
8×10^-6mol   n（HCHO）
n（HCHO）=1×10^-5mol，甲醛摩爾質(zhì)量為30g/mol
計算得到甲醛濃度=300mg?m^-3；
故答案為：300；
（6）滴定管下端開始有氣泡，滴定后氣泡消失，讀取草酸溶液體積增大，消耗高錳酸鉀量增大，與甲醛反應的高錳酸鉀減小，測定結果偏低；
故答案為：偏��；
（7）分析圖表數(shù)據(jù)隨溫度升高，顯色時間縮短，是因為升溫反應速率增大；
故答案為：溫度越高，顯色時間越短，化學反應速率越快；
（8）依據(jù)影響化學法因數(shù)控的因素分析可知，升高溫度，能提高化學反應速率；
故答案為：升高溫度，能提高化學反應速率．

點評：本題考查了物質(zhì)組成的實驗探究方法和實驗過程分析判斷，主要是實驗基本操作和定量關系的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．