Question

为验证MnO₂在KC1O₃受热分解制O₂的反应前后质量不变，某兴趣小组利用如图所示装置进行了如下实验：

（1）连接好装置后，如何检查装置的气密性？                            。

（2）取2.45 g KClO₃固体粉末与0.87g MnO₂粉末充分混匀，置于如图所示装置的试管中，充分加热后，停止加热，移去酒精灯之前，应先      ；调节量筒内液面与水槽内液面高度相同，量筒内收集到的气体体积           0.735L(填“＞” “＜”或“=”）。已知室温下气体摩尔体积为24.5 L•mol-1，不考虑氧气在水中的溶解及水蒸气的影响）。

（3）取充分加热后试管中的残余固体，溶于50 mL 1.0 mol • L^-1稀硫酸中，加入50 mL 0.30 mol • L^-1 Na₂C₂O₄ 溶液，待与Mn0₂作用完毕后，用 0.10 mol • L^-1 KMn0₄标准溶液进行滴定，消耗KMn04标准溶液V mL(已知Mn²⁺对滴定反应有催化作用)[

A．写出Mn0₂与Na₂C₂0₄反应的离子方程式            ；

B．当消耗KMnO₄标准溶液的体积V=      mL时，表明MnO₂在反应前后质量不变。

C．若盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，所测Mn0₂质量会      (填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同)；若滴定终点时明显出现黑色沉淀，所测质量会       。

Answer

（1）手握试管，看插入水中的导管口是否有气泡产生，如果有气泡产生，且手离开试管后能够倒流入导管口形成一段水柱，一段时间内高度不变，则证明装置气密性好。（2）将导管移出水面；＞ （3）MnO2＋C2O42－＋4H＋＝Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O；20.00；偏小；偏小

【解析】

试题分析：（1）检查装置的气密性方法为：连接好仪器，先将导管的一端浸没在水里，手握试管，看插入水中的导管口是否有气泡产生，如果有气泡产生，且手离开试管后能够倒流入导管口形成一段水柱，一段时间内高度不变，则证明装置气密性好。

（2）充分加热后，停止加热，为了避免发生倒吸现象，应先将导管移出水面，再移去酒精灯；2.45g氯酸钾的物质的量为：2.45g÷122.5g/mol＝0.02mol，根据反应2KClO32KCl+3O2↑可知，0.02mol氯酸钾完全分解生成氧气的物质的量为：0.02mol×3/2＝0.03mol，常温下0.03mol氧气的体积为：24.5L/mol×0.03mol＝0.735L，由于加热过程中气体膨胀，则量筒内收集到的气体体积＞0.735L；

（3）a、MnO2与Na2C2O4发生氧化还原反应，反应的离子方程式为MnO2＋C2O42－＋4H＋＝Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O；

b、二氧化锰是0.01mol，消耗草酸钠是0.01mol。草酸钠的物质的量是0.015mol，则与高锰酸钾反应的草酸钠是0.05mol，所以根据电子得失守恒可知消耗高锰酸钾是0.02mol，其溶液体积是20mL，即当消耗KMnO4标准溶液的体积V＝20mL时，表明MnO2在反应前后质量不变。

c、若盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，则高锰酸钾溶液的浓度减小，消耗溶液的体积增加，所以与二氧化锰反应的草酸钠减少，则所测Mn02质量会偏小；若滴定终点时明显出现黑色沉淀，说明高锰酸钾过量，因此所测质量仍然会偏小。

【考点定位】本题主要是考查了化学实验方案的设计与评价

【名师点晴】明确实验目的、实验原理和有关物质的化学性质为解答关键，注意掌握化学实验方案设计与评价原则，该题的难点是氧化还原反应滴定和实验误差分析。一般设计实验的评价可以从以下几个方面去考虑：①操作可行性评价：实验原理是否科学、合理，操作是否简单、可行，基本仪器的使用、基本操作是否正确。②经济效益评价：原料是否廉价、转化率是否高，产物产率是否高。③环保评价：原料是否对环境有污染，产物是否对环境有污染，污染物是否进行无毒、无污染处理。