Question

高錳酸鉀是一種重要的化學試劑，其溶液不很穩定，在酸性條件下會分解生成二氧化錳和氧氣，在中性或弱堿性溶液中分解速度很慢，見光分解速度加快。
（1）酸性條件下高錳酸鉀溶液分解的離子方程式　                           。
（2）請配平高錳酸鉀溶液與草酸鈉Na₂C₂O₄溶液在酸性條件下反應的離子方程式：
______MnO₄^— +______C₂O₄^2—+______H⁺=______Mn²⁺+______CO₂↑+____________
（3）某學習小組為了探究高錳酸鉀溶液和草酸鈉溶液的反應過程，將高錳酸鉀溶液逐滴地滴入一定體積的酸性草酸鈉溶液中（溫度相同，并不斷振蕩時），記錄的現象如下表：

滴入高錳酸鉀溶液的次序（每滴溶液的體積相同）	高錳酸鉀溶液紫色褪去的時間
先滴入第1滴	1min
褪色后再滴入第2滴	15s
褪色后再滴入第3滴	3s
褪色后再滴入第4滴	1s

 
請分析高錳酸鉀溶液褪色時間變化的原因          。
（4）該學習小組在獲取了上述經驗和結論以后，用穩定的物質草酸鈉Na₂C₂O₄（相對分子質量134.0）來標定高錳酸鉀溶液的濃度。他們準確稱取1.340g純凈的草酸鈉配成250mL溶液，每次準確量取25.00mL溶液酸化后用KMnO₄溶液滴定。
①高錳酸鉀溶液應裝在             （填下圖中的儀器編號）。

②為了防止高錳酸鉀在酸性條件下分解而造成誤差，滴定時應注意的是             。
③若在實驗過程中存在下列操作，其中會使所測KMnO₄濃度偏低的是              。
A．未潤洗盛放KMnO₄的滴定管
B．滴定前尖嘴部分無氣泡，滴定終點時出現氣泡
C．定容時，俯視刻度線
D．錐形瓶用水洗之后未用待測液潤洗
④當溶液呈微紅色且半分鐘內不褪色，消耗KMnO₄溶液20.00mL（多次測定的平均值），則KMnO₄溶液的濃度為                 。

Answer 1

（1）4MnO₄^－+4H^＋═4MnO₂↓+3O₂↑+2H₂O
（2）2、5、16=2、10、8H₂O ；
（3）反應生成的Mn²⁺對反應有催化作用，且c(Mn²⁺)濃度大催化效果更好
（4）①丙
②逐滴滴入高錳酸鉀溶液，待前一滴高錳酸鉀溶液顏色褪去后再滴加  （說明：當溶液中生成的Mn²⁺較多時，反應速率加快后再增大滴加速度）
③0.0200mol/L

解析試題分析：（1）由題目信息可知，高錳酸鉀溶液在酸性、堿性條件下都會分解，且見光分解速度加快，故應避光保存配成中性溶液；由題目信息可知，高錳酸鉀在酸性條件下會分解生成二氧化錳和氧氣，同時會生成水，據此書寫離子方程式；
（2）反應中MnO₄^－→Mn^2＋，錳元素化合價由+7價降低為+2價，共降低5價，C₂O₄^2－→CO₂，碳元素化合價由+3價升高為+4，共升高2價，化合價最小公倍數為10，故MnO₄^－系數為2，C₂O₄^2－系數為5，再根據元素守恒可知Mn^2＋系數為2、CO₂系數為10，根據電荷守恒可知H^＋系數為16，根據氫元素守恒可知H₂O系數為8，配平后離子方程式為2MnO₄^－+5C₂O₄^2－+16H^＋=2Mn^2＋+10CO₂+8H₂O，故答案為：2、5、16=2、10、8H₂O ；
（3）反應中Mn^2＋濃度發生顯著變化，應是反應生成的Mn^2＋對反應有催化作用，且c（Mn^2＋）濃度大催化效果更好；故答案為：反應生成的Mn^2＋對反應有催化作用，且c（Mn^2＋）濃度大催化效果更好；
（4）①高錳酸鉀具有強氧化性，可以發生堿式滴定管的橡皮管，故應用酸式滴定管盛放；
②逐滴滴入高錳酸鉀溶液，待前一滴高錳酸鉀溶液顏色褪去后再滴加，防止高錳酸鉀在酸性條件下分解；
③令KMnO₄溶液的濃度為c，根據方程式2MnO₄^－+5C₂O₄^2－+16H^＋=2Mn^2＋+10CO₂↑+8H₂O計算．
n（C₂O₄^2－）=1.34g/134g·mol^－1=0.01mol，則：
2MnO₄^－+5C₂O₄^2－+16H^＋=2Mn^2＋+10CO₂↑+8H₂O計
2mol    5mol
c×0.02L×10  0.01mol
所以2mol：5mol=c×0.02L×10：0.01mol
解得c=0.02mol·L^－1
故答案為：0.02mol·L^－1．
考點：探究物質的組成或測量物質的含量；氧化還原反應；中和滴定．