题目
用Na 2 C 2 O 4 标定KMnO 4 溶液时,滴定开始前不慎将被滴定溶液加热至沸,如果继续滴定,则最后标定的结果( )。A. 偏高B. 偏低C. 准确无误D. 不确定
用Na 2 C 2 O 4 标定KMnO 4 溶液时,滴定开始前不慎将被滴定溶液加热至沸,如果继续滴定,则最后标定的结果( )。
A. 偏高
B. 偏低
C. 准确无误
D. 不确定
题目解答
答案
A. 偏高
解析
考查要点:本题主要考查氧化还原滴定实验中,温度对反应物稳定性的影响及对浓度标定结果的判断能力。
解题核心思路:
- 明确反应原理:草酸钠(Na₂C₂O₄)与高锰酸钾(KMnO₄)在酸性条件下的氧化还原反应,草酸根(C₂O₄²⁻)被高锰酸根(MnO₄⁻)氧化为CO₂,高锰酸根被还原为Mn²⁺。
- 分析加热的影响:草酸钠在酸性条件下加热易分解(H₂C₂O₄ → CO↑ + CO₂↑ + H₂O),导致实际参与反应的草酸根物质的量减少。
- 推导结果偏差:因草酸钠实际量减少,滴定时消耗的KMnO₄体积会减少,但实验中仍按原物质的量计算,导致标定的KMnO₄浓度偏高。
破题关键点:
- 草酸钠的热分解是关键干扰因素,需明确分解后物质的量变化对滴定结果的影响。
反应方程式
酸性条件下,反应为:
$5\text{Na}_2\text{C}_2\text{O}_4 + 2\text{KMnO}_4 + 8\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 10\text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{MnSO}_4 + 8\text{H}_2\text{O} + 10\text{CO}_2↑$
关键关系:5 mol 草酸钠反应需 2 mol KMnO₄。
加热对草酸钠的影响
- 酸性条件下的分解:
加热使草酸钠溶液中的草酸根(C₂O₄²⁻)与H⁺结合生成草酸(H₂C₂O₄),进一步分解:
$\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{CO}↑ + \text{CO}_2↑ + \text{H}_2\text{O}$ - 物质的量减少:
分解导致实际参与反应的草酸钠物质的量(n')小于理论值(n₀),即 n' < n₀。
对标定结果的影响
- 滴定过程:
实验中,消耗的KMnO₄体积(V)与实际反应的草酸钠量(n')相关:
$n' = \frac{5}{2} c(\text{KMnO}_4) \cdot V$
但实验者误认为草酸钠的物质的量仍为n₀,计算KMnO₄浓度时:
$c(\text{KMnO}_4) = \frac{2n_0}{5V}$ - 结果偏差:
由于n' < n₀,实际消耗的V会减少,但计算时仍用n₀代入,导致 标定的KMnO₄浓度偏高。