Question

已知H₂C₂O₄为二元中强酸。某化学兴趣小组为测定含Na₂SO₄、NaHC₂O₄和H₂C₂O₄·2H₂O的试样中各物质的质量分数，进行了如下实验：

①称取10.0 g试样，加水溶解，配成250 mL试样溶液

②用酸式滴定管分别量取25.00 mL试样溶液两份于锥形瓶中

③第一份溶液中加2~3滴指示剂，用0.2500 mol·L^-1NaOH溶液滴定，消耗NaOH溶液20.00 mL

④第二份溶液用0.1000 mol·L^-1的酸性高锰酸钾溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液16.00 mL

回答下列问题：

（1）写出NaHC₂O₄溶液与NaOH溶液反应的离子方程式                     。

（2）步骤①配制试样溶液时所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、               。

（3）步骤③若滴定终点时溶液的pH=8.3，则选择的指示剂为           。若用某部分刻度模糊不清的50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面处于如图所示的刻度处，则管内液体的体积              (填代号) 。

a．等于23.60mL   b．等于27.60mL   c．小于23.60mL   d．大于27.60mL

（4）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察                   。

（5）完成并配平下列离子方程式：

（6）步骤③中，高锰酸钾溶液应装在        滴定管里;该步判断滴定终点的方法是             。

（7）试样中Na₂SO₄的质量分数为          (保留3位有效数字)。

Answer

（1）HC2O4-+OH-= C2O42-+H2O（2）胶头滴管、250mL容量瓶（3）酚酞d（4）锥形瓶内溶液颜色的变化（5）MnO4-+5C2O42-+16H+—→10CO2+2Mn2++8H2O（6）酸式 溶液由无色变成浅紫色，且半分钟内不褪色 （7）53.8%

【解析】

试题分析：（1） 写出NaHC2O4溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为HC2O4-+OH-= C2O42-+H2O； （2） 步骤①配制250mL试样溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管及250mL容量瓶，故还需要胶头滴管及250mL容量瓶。（3）步骤③若滴定终点时溶液的pH=8.3，此时溶液显碱性，可选择酚酞作指示剂；图中液面读数为22.40，最大读数为50.00，故液面与最大读数间液体体积为27.60mL，因最大读数下方仍有一定时的液体，则滴定管内液体体积大于27.60mL，故选d； （4） 滴定操作时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察观察锥形瓶内溶液颜色的变化，便于快速判断滴定终点；（5）反应中C2O42-的碳元素由+3价升高为+4价，MnO4-的锰元素由+7价降为+2价，反应在酸性环境中进行，未知生成物应为H2O，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒得配平后的离子反应方程式为2 MnO4-+5C2O42-+16H+—→10CO2+2Mn2++8H2O； （6） 步骤③中，高锰酸钾溶液有强氧化性，能腐蚀乳胶管，故应装在酸式滴定管里，当高锰酸钾过量时溶液显紫色，故当溶液由无色变成浅紫色，且半分钟内不褪色，此时可判断为滴定终点；（7） 氧化剂和还原剂物质的量之间的关系为：2MnO4-～5C2O42-，滴加0.1000mol/L 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全，即消耗高锰酸根离子0.10mol/L×0.016L=0.0016mol，所以该溶液中还原剂的物质的量为：0.0016×5/2mol=4×10-3mol；20mL 0.25mol/L的氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：0.25mol/L×0.02L=5×10-3mol；设原样品中含有H2C2O4•2H2O的物质的量为x，含有NaHC2O4的物质的量为y，则：2x+y=5×10-3mol、x+y=4×10-3mol，

解得：x=10-3mol、y=3×10-3mol，则试样中Na2SO4的质量为=10g-[126g/mol×10-3mol+112g/mol×3×10-3mol]×250/25=5.38g， Na2SO4的质量分数为5.38g/10g×100%=53.8%。

【考点定位】考查氧化还原反应、氧化还原反应滴定操作，涉及离子反应、混合物的计算。

【名师点晴】本题综合型较强，涉及溶液的配制、中和滴定及氧化还原反应滴定，有关氧化还原反应的知识可结合氧化还原反应的理论进行分析，离子方程式配平时要首先保证电子守恒，再依次满足电荷守恒、原子守恒，混合物的成分计算可结合滴定过程中反应物之间的关系式并灵活运用原子守恒，建立简单的方程组进行计算，本题最大难点是要注意原混合物成一定比例进行了分割。