Question

8．氧化還原滴定實驗同中和滴定類似（用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之）．
I．現有0.001mol•L^-1酸性KMnO₄溶液和未知濃度的無色NaHSO₃溶液．反應的離子方程式是2MnO₄^-+5HSO₃^-+H⁺═2Mn²⁺+5SO₄^2-+3H₂O．請完成下列問題：
（1）本實驗不需要（填“需要”或“不需要”）使用指示劑，理由是Mn²⁺無色，MnO₄^-為紫色，過量的MnO₄^-使無色溶液變?yōu)樽仙��?br />（2）該滴定實驗所需儀器有下列中的A、D、E、F（G、H）．
A．酸式滴定管（50mL）　B．堿式滴定管（50ml）  C．量筒（10ml）　D．錐形瓶　 E．鐵架臺　    F．滴定管夾  G．燒杯　  H．白紙　  I．膠頭滴管　  J．漏斗
（3）不用堿（填“酸”或“堿”）式滴定管盛放酸性KMnO₄溶液，試分析原因酸性KMnO₄溶液會腐蝕堿式滴定管下端膠管．
（4）滴定前平視KMnO₄溶液液面，刻度為aml，滴定后俯視液面刻度為bml，則（b-a）ml比實際消耗KMnO₄溶液體積少（填“多”或“少”），如果滴定后仰視液面刻度為cml，計算得到的待測液濃度比實際濃度大（填“大”或“小”）．
II取Ce（OH）₄產品0.5000g，加硫酸溶解后，用0.100 0mol•L^-1FeSO₄標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce³⁺），消耗20.00mL標準溶液，該產品中Ce（OH）₄的質量分數為_83.20%．．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）高錳酸鉀溶液顏色為紫紅色，可不用加入指示劑；
（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，實驗時應用酸式滴定管，無色NaHSO₃溶液顯酸性，用酸式滴定管，滴定過程還需要燒杯、錐形瓶、白紙、滴定管夾和鐵架臺；
（3）高錳酸鉀具有強氧化性能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管；
（4）滴定后俯視液面，讀數偏小；根據c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$×$\frac{5}{2}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷濃度的誤差；
Ⅱ．Ce（OH）₄產品加硫酸溶解后，Ce（OH）₄溶解成Ce⁴⁺，和FeSO₄發(fā)生反應：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe3⁺，由原子守恒知n（Ce（OH）₄）=n（Ce⁴⁺）=n（FeSO₄）可以解得Ce（OH）₄產品中Ce（OH）₄的質量，產品中Ce（OH）₄的質量分數=$\frac{m（Ce（OH）_{4}）}{m（樣品）}$×100%．

解答 解：（1）高錳酸鉀溶液顏色為紫紅色，滴定終點時，溶液由無色變?yōu)榧t色，不用指示劑，當最后一滴溶液滴入，溶液的紫色退去，且30s內不復現，可達到滴定終點，
故答案為：不需要　Mn²⁺無色，MnO₄^- 為紫色，過量的MnO₄^-使無色溶液變?yōu)樽仙��?br />（2）酸性高錳酸鉀具有強氧化性，實驗時應用酸式滴定管，無色NaHSO₃溶液顯酸性，用酸式滴定管，滴定過程還需要錐形瓶盛放待測液、白紙對比終點顏色變化、滴定管夾和鐵架臺，所以需要用到的是：A、D、E、F（G、H），
故答案為：A、D、E、F（G、H）；
（3）高錳酸鉀具有強氧化性能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，所以不用用堿式滴定管盛放高錳酸鉀溶液，應該用酸式滴定管；
故答案為：堿；酸性KMnO₄溶液會腐蝕堿式滴定管下端膠管；
（4）滴定前平視KMnO₄液面，刻度為a mL，滴定后俯視液面刻度為b mL，讀數偏小，則（b-a）mL比實際消耗KMnO₄溶液體積少，如果滴定后仰視液面刻度為cml，測定標準溶液的體積會增大，根據c（待測）=$\frac{c（標準）V（標準）}{V（待測）}$×$\frac{5}{2}$分析，c（待測）偏大，
故答案為：少；大．
Ⅱ．Ce（OH）₄產品加硫酸溶解后，Ce（OH）₄溶解成Ce⁴⁺，和FeSO₄發(fā)生反應：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe3⁺，由原子守恒知n（Ce（OH）₄）=n（Ce⁴⁺）=n（FeSO₄）=0.1000mol•L^-1×0.02000L=0.002000mol；m（Ce（OH）₄）=n（Ce（OH）₄）×M（Ce（OH）₄）=0.002000mol×209g•mol^-1=0.418g
該產品中Ce（OH）₄的質量分數=$\frac{m（Ce（OH）_{4}）}{m（樣品）}$×100%=$\frac{0.418g}{0.50g}$×100%=83.20%，
故答案為：.83.20%．

點評 本題考查中和滴定知識以及誤差分析、含量測定計算，側重于學生的分析能力、實驗能力的考查，注意把握實驗的方法和操作，難度中等．