Question

某研究小组为测定某软锰矿中MnO₂的质量分数，查阅资料获得如下信息：KMnO₄、MnO₂在酸性条件下均能将草酸钠（Na₂C₂O₄）氧化，反应过程表示为：

2MnO₄^－＋5C₂O₄^2－＋16H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O，MnO₂＋C₂O₄^2－＋4H^＋＝Mn^2＋＋2CO₂↑＋2H₂O

小组成员采用滴定的方法测定软锰矿中MnO₂的质量分数，设计实验如下：准确称取2.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参加反应），充分反应之后冷却、滤去杂质，将所得溶液转移到100mL容量瓶中并定容；从中分别取出20.00mL待测液置于锥形瓶中，再用0.0200mol·L^－1KMnO₄标准溶液进行滴定，记录最终读数。数据如下：

测定次序	第一次	第二次	第三次	第四次
初始读数（mL）	0.40	0.10	0.90	0.00
最终读数（mL）	25.05	20.10	21.00	19.90

试回答下列问题：

（1）0.0200mol·L^－1KMnO₄标准溶液应置于    （选填“酸式”或“碱式”）滴定管中；滴定终点如何判断                                                   。

（2）你能否帮助该研究小组求得软锰矿中MnO₂的质量分数      （选填“能”或“否”）。若回答“能”，请给出计算结果       （保留小数点后两位）；若回答“否”，试说明原因              。

（3）若在实验过程中存在下列操作，其中会使所测MnO₂的质量分数偏小的是        。

A．溶液转移至容量瓶中，未将烧杯、玻棒洗涤

B．滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消失

C．定容时，俯视刻度线

D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数

E．锥形瓶水洗之后未用待测液润洗

Answer

1）酸式 当看到加入1滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液立即变成紫红色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点 （2）能 59.32% （3）BC

【解析】

试题解析：（1）高锰酸钾溶液具有强氧化性，应装在酸式滴定管中；草酸与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，当滴定到终点时，二者恰好完全反应，再滴入一滴KMnO4溶液变成紫色（或红色）且半分钟不褪色，可说明达到滴定终点，故答案为：当看到滴入一滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液立即变成紫色，且半分钟不褪色，即达到滴定终点；（2）四次滴定所消耗溶液的体积分别为24.65ml、20.00ml、20.10ml、19.90ml，第一个数据不合理，舍去，后三次所消耗溶液的平均体积=20.00ml；根据已知方程式可得高锰酸根和草酸根的关系式为：2MnO4－—5C2O42－，滴定过程中消耗草酸根的物质的量==0.001mol，则原100ml溶液中含草酸根的物质的量=0.001mol×5=0.005mol,与二氧化锰反应的草酸根的物质的量=-0.001×5mol=0.015mol,则二氧化锰的物质的量为0.015mol，质量=87g/mol×0.015mol=0.1.305g，质量分数==59.32%；（3）根据反应原理，消耗的高锰酸钾标准液体积偏大，高锰酸钾消耗的草酸根离子偏大，二氧化锰消耗的草酸根离子会偏小，测定的二氧化锰的含量偏小。溶液转移至容量瓶中，未将烧杯、玻棒洗涤，没有洗涤烧杯、玻璃棒，会导致配制的样品溶液的溶质物质的量减小，滴定是消耗的高锰酸钾溶液偏小，测定的二氧化锰的含量结果偏高，故A错误；滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消失，滴定前有气泡，滴定时消耗的高锰酸钾标准液体积偏大，测定的二氧化锰含量偏低，故B正确；定容时，俯视刻度线，会导致配制的样品溶液的体积偏小，溶液的浓度偏大，用高锰酸钾溶液滴定时，消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大，测定的二氧化锰含量偏低，故C正确；滴定前仰视读数，滴定后俯视读数：滴定前仰视读数，读数会偏大，滴定后俯视读数，读数会偏小，最终计算结果偏小，消耗的高锰酸钾溶液偏小，测定的二氧化锰含量偏高，故D错误；锥形瓶水洗之后未用待测液润洗，锥形瓶不需要润洗，此操作正确，对滴定结果没有影响，故E错误。

考点：化学实验基本操作